プラスチックの大半は射出成形による大型部品で製造されている。この技術を使って大型のプラスチック部品を作る傾向は、日に日に高まっている。その始まりは、19世紀後半にプラスチック射出成形機が発見されてからである。最初の射出成形機はシンプルなものだった。そのため、プラスチックのボタンや櫛、その他の小さなプラスチック製品を作るのに使われた。しかし今では、金属やガラスのような複雑な素材も成形できるようになった。射出成形プロセスは、高品質のプラスチック部品を大量に生産するのに適している。大型プラスチック部品の製造における射出成形プロセスの役割に光を当ててみよう。
大物射出成形とは？
ご存知のように 大物射出成形 プロセスで巨大プラスチック部品ができる大きなプラスチック部品の寸法を教えてあげましょう。混乱を避けるためだ。重量100ポンド、幅10インチのプラスチック部品は大型とみなされます。射出成形で大きな部品を作るということは、単に小さな部品を大きくするということではありません。複雑な工程である。高度な工具と設備が必要です。
大型射出成形プロセスで使用される材料
プラスチック射出成形による大型部品の製造には、さまざまな材料が使用される。射出成形では、2つの異なるタイプのプラスチックが使用される。アモルファス・プラスチックと半結晶性プラスチックである。非結晶性プラスチックは融点が決まっていない。そのため、簡単に膨張したり収縮したりする。一方、半結晶性プラスチックは融点が固定されている。そのため、非結晶性プラスチックよりも好まれる。大型部品の射出成形に最も広く使われている材料には、次のようなものがある：
1. PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）
PEEKは卓越した熱的・機械的特性を持つ。引張強度は約90MPAと高い。そのため、巨大なプラスチック部品に適している。また、化学薬品にも強い。さらに、水分を吸収しません。そのため、腐食を防ぐことができる。しかし、PEEKは高価な素材だ。PEEKは、ギア、バルブ、ポンプ・ベアリングなどの高性能部品を作ります。詳しくはこちら PEEKプラスチック射出成形.
2. ULTEM（ポリエーテルイミド）
アルテムは非晶質固体である。引張強度は70～80MPA。耐湿性、耐薬品性に優れている。さらに、耐熱性があります。厳しい気象条件にも耐えられます。予算に優しい。さらに、滅菌が可能です。放射線やオートクレーブで簡単に洗浄できます。ガラス転移温度が高い。したがって、PEEKと同じ特性を手頃な価格で提供します。
3. 炭素繊維強化ポリマー（CFRP）
CFRPは複合材料である。ポリマーマトリックスに埋め込まれた炭素繊維でできている。強度対重量比が高い。そのため、大型部品に最適です。炭素繊維は一方向に織られています。炭素繊維は一方向に織られているため、この方法でさらに強度が増します。
4. ポリフェニルスルホン(PPSU)
スルホン基と2つのフェニル基が結合している。衝撃やその他の環境ストレスに耐えることができる。そのため、耐衝撃性が高い。さらに、加水分解、化学的劣化、吸水にも強い。しかし、この素材は少々高価である。さらに詳しく PPSU.
大物射出成形の先端プロセス
以下は、大型射出成形に多くの応用がある最新のプロセスである。
1.ガスアシスト射出成形
ガスアシスト射出成形 は、従来のプラスチックの射出成形を改良したものである。ここでは、選択した樹脂を注入した後、高圧窒素ガスを金型に注入する。特に大型で複雑な金型では、材料の均等な分配が可能になり、非常に有益である。材料を節約し、パーツの美観と時間を向上させるのに役立ちます。
2.パッド印刷
パッド印刷は、射出されたプラスチック製品に詳細な画像やロゴを作成するもう一つの貴重な第二のステップです。これは、化学薬品を使用して銅板にデザインを彫刻するものです。そのため、インクに浸し、ゴムで覆われたシリコンパッドの上で転がし、最後に部品表面にパッドを転がします。この方法が好まれるのは、薄膜のような厚みのある形状やテクスチャーのある表面を、適切な品質と永続性で選択的に印刷できるからです。
3.ブロー成形
ブロー成形は、プラスチックの中空部品の製造に使われるもうひとつの技術である。予熱されたプラスチックチューブ（パリソン）を金型内に押し出し、空気を注入して金型キャビティの形状に押し込む。この素材は、いくつかの用途に使われている。例えば、ボトル、容器、自動車部品の製造などである。このプロセスは生産性が高く、複雑な形状にも対応できる。さらに、そのコストは、大量の部品製造のために比較的低い。
大物射出成形と通常の射出成形の比較
大型射出成形部品と普通の射出成形部品の違いはどこにあるのだろう？そこで、ここでは簡単に詳細な比較を紹介します。
1.金型の複雑さ
金型は通常の射出成形では単純な形状をしている。しかもキャビティは少ない。通常の射出成形の金型サイズは1000～10000平方インチである。しかし、射出成形の金型サイズは10,000から50,000平方インチである。金型は複雑な形状をしている。また、複数のキャビティもある。
2.マシンサイズ
大型射出成形部品は、より大きなサイズの機械を必要とする。そのクランプサイズは通常1000トンから5000トンです。そのため、より大きな金型に対応できる。一方、通常の射出成形機はプレートが小さい。その型締力は100トンから1000トンです。
3.素材の選択：
大型射出成形部品には、耐熱性の高い特殊な材料が使用される。これらの材料には、PEEK、ULTEM、ガラス繊維入りポリマーなどがあります。一方、通常の射出成形では、ポリカーボネートやポリプロピレンなどの標準的なプラスチックを使用します。
4.冷却時間
大型部品の射出成形はより複雑です。サイズも大きくなります。そのため、冷却時間が長くなります。最長で数分です。サイクルタイムも30分と長くなります。一方、通常の射出成形は冷却時間が短い。最大数秒です。サイクルタイムも1秒から55秒です。
5. 排出
大型部品の射出成形には、特殊な射出システムが必要です。また、そのような大きな部品を扱うための高度なハンドリングシステムも必要です。しかし、通常の射出成形では、標準的な射出システムが必要です。同様に、小さな部品には一般的なハンドリング装置が必要です。
6. メンテナンス
金型のサイズが大きい。そのため、大型部品のプラスチック射出成形では、大掛かりなメンテナンスが必要になる。それに対して、通常の射出成形はメンテナンスが少なくて済む。
だから、表にまとめることができる：
カスタム防水ハードケース
| アスペクト | 大物射出成形 | 通常の射出成形 |
| コスト効率 | 大量生産における部品単価の低さ | 大量生産における部品単価の低さ |
| 金型初期費用 | 高い | 高い |
| 精度と再現性 | 高い | 高い |
| 素材の多様性 | 多彩な素材オプション | 多彩な素材オプション |
| 生産スピード | 迅速な生産サイクル | 迅速な生産サイクル |
| 人件費 | 自動化による削減 | 自動化による削減 |
| 複雑な形状に対応 | はい | はい |
| 強度と耐久性 | 丈夫で耐久性のある部品 | 丈夫で耐久性のある部品 |
| 金型リードタイム | ロング | ロング |
| 金型設計の複雑さ | 複雑で挑戦的 | それほど複雑ではない |
| マシン要件 | 大型で高価な機械が必要 | 標準的な機械が必要 |
| 廃棄物 | 材料廃棄の可能性 | 材料廃棄の可能性 |
| 部品サイズの制限 | 機械と金型サイズによる制限 | 機械と金型サイズによる制限 |
| 冷却時間と反り | 冷却時間が長く、反りのリスクがある | 冷却時間が短く、反りのリスクが少ない |
大トネージ射出成形機
これまで大型部品のプラスチック射出成形について述べてきた。大トネージ射出成形機を知らずして、この議論は不完全である。それは複雑な部品を生産するのに適した機械である。射出能力、スクリューの直径、金型の大きさが、成形機の能力を決定する。射出能力は、一度に射出できる材料の量を測る。スクリューの直径と金型のサイズは、生産されるプラスチック部品のサイズを決定します。トン射出成形機の主な仕様は以下の通り。
- 射出容量： 射出容量は100オンス（2500g）。
- 金型の大きさ： 金型のサイズは1500から4000平方インチ。
- ネジの直径： スクリューの直径は4～12インチ
- バレル容量： 1回のサイクルで溶融・射出できるプラスチックの量。バレル容量は約550ポンド
- 制御システム： 温度、圧力、速度を制御する高度なコンピューターシステムで構成されている。
- その他の特徴 油圧駆動、マルチゾーン温度制御システム、バルブゲートシステム、高度な安全性などがその特徴です。
大物射出成形プロセスの応用
大型部品の射出成形は有用なプロセスです。様々な産業での応用例をご紹介します：
1.自動車産業
自動車産業は大型射出成形に大きく依存している。大型射出成形は、衝撃に強い材料を製造する。そのため、自動車の大型部品の多くはこの方法で作られている。その一部を紹介しよう：
- バンパー
- ダッシュボード
- ドアパネル
- ドアハンドル
- ミラーハウジング
- その他の装飾部品
2.航空宇宙産業
射出成形は、航空宇宙産業において有用で大量生産が可能な様々な製品を製造する。軽量な製品ができるため、広く利用されている。これはまた、手頃な価格の方法です。そのため、さまざまな航空宇宙製品が射出成形で作られています。その一部を紹介しよう：
- 航空機用パネル
- 内装部品
- 衛星部品
- ロケット部品
3.産業機器
大型部品射出成形は、タフな機器を製造します。極端な温度変化にも耐えることができます。そのため、私たちは射出成形を使用して多くの工業用部品を製造しています。そのうちのいくつかは以下の通りです：
- 機械ハウジング
- バルブボディ
- ポンプ部品
- ギアボックス
- 産業用ロボット
4.医療機器
大物射出成形は無菌製品を作る。そのため、多くの医療機器の製造に使用されています。これらの医療機器は洗浄が容易である。装置の精度も高い。この工程は、重要な部品の製造に不可欠である。重要な医療機器には次のようなものがある：
- インプラント器具（人工関節、歯科インプラント）
- 手術器具（ハンドル、ケース）
- 診断装置（機械ハウジング）
- 医療用画像診断装置（MRI、CTスキャン）
- 補装具
大物部品射出成形の利点と欠点とは？
ここでは、大物射出成形の利点、欠点、限界を理解するための簡単な表を示します。
| メリット | デメリット |
| 大量生産における部品単価の低さ | 金型の初期コストが高い |
| 高い精度と再現性 | 金型製作のリードタイムが長い |
| 多彩な素材オプション | 複雑で困難な金型設計 |
| 迅速な生産サイクル | 大型で高価な機械が必要 |
| 自動化による人件費の削減 | 材料廃棄の可能性 |
| 複雑な形状の作成能力 | 部品サイズの制限 |
| 丈夫で耐久性のある部品 | 反りのリスクと長い冷却時間 |
大物射出成形の課題
この世に完璧なものはない。すべてのものには、それに伴う不完全さや課題がある。では、その限界について話そう 大型部品の射出成形:
1. 高額投資
大きな部品を作るには大きな金型が必要だ。そのため、大型の金型を作るには多大な投資と専門知識が必要になる。さらに、複雑な形状の金型を設計するのは難しい。金型材料は高温と高圧に耐えなければならない。
2. 収縮
大型の部品は収縮の影響を受けやすい。冷却の過程で、収縮や変形が生じます。また、冷却にムラがあると、そり が生じることもある。これは、プラスチック構造を歪ませる可能性がある。また、部品の寸法にも影響する可能性がある。
3. 素材適合性
大型部品には特定の特性を持つ材料が必要だ。必要な強度と剛性を持たなければならない。さらに、金型との適合性も必要です。この2つの要求を同時に満たすことは難しい。
4. 取り出しにくい
大きな部品は射出が難しい。専用の排出システムが必要です。適切に取り出さないと、成形された部品が変形する可能性がある。そのため、脱型は変形を防ぐために注意深く制御されなければならない。高品質の製品を得るためには、射出工程を規制しなければなりません。
結論
大型部品射出成形は、大型のプラスチック部品を製造するプロセスです。この方法は、希望する製品の大量生産に最適です。PEEKやULTEMのような耐久性の高いプラスチックを原料として使用します。従来の射出成形とは多くの点で異なります。従来の金型に比べ、より複雑な金型とデザインを使用します。トン数の射出成形機を使用して大量の製品を生産します。その限界は、収縮、反り、材料の不適合である。
よくある質問
Q1.大物射出成形の最大サイズは？
の最大サイズ 射出成形 大きな部品は10インチから100インチまで。それは様々な要因による。金型の設計や機械の設計もサイズを決定する役割を果たします。
Q2.大型射出成形品の寸法精度はどのように確保していますか？
寸法精度は通常、正確な金型設計によって保証されます。さらに、3DスキャンやCTスキャンのような品質検査方法で寸法精度をチェックすることができます。