プラスチック金型の作り方

プラスチック金型製作 は、あらゆる種類の製造に不可欠である。金型は、大量生産のために、同じような形状やデザインを高い精度と正確さで実現するのに役立ちます。さらに、これらの金型はさまざまな形状があり、アルミニウム、スチール、鉄、プラスチックなど、多くの材料で作られています。この記事では、プラスチック金型について説明する。このほか、プラスチック金型の作り方、用途、さまざまな分野での利点についてもご紹介します。

プラスチック金型とは？

プラスチック金型は、調理器具から家電製品や大型機械の小さな部品まで、小さな製品を作るために産業界で一般的に使用されている。これは、ユニークな金型を作ることができるので、より良い方法です。その上、長い目で見ればコストも少なくて済み、商業的または個人的なプロジェクトのプロトタイプ用の金型を作ることができる。この包括的な記事では、プラスチック用の金型を作成する方法を説明し、重要な要因やヒントやトリックを考慮し、あなたが滞りなくそれを行うのに役立ちます。このサイトへ プラスチック金型技術 プラスチック金型に関するより多くの情報を知るためのページ。

プラスチック金型の種類

プラスチックの金型を作る方法の前に、プラスチック金型のいくつかの種類について説明しよう；

1.射出成形金型

射出成形金型は、産業界で多くの物体を作るために応用されている。通常、液状のポリマー材料を成形キャビティに注入して成形します。射出成形は、玩具、包装材料、精密な自動車部品などの複雑な製品の製造に役立ちます。さらに、この技術の特徴は、出力率が高く、精度が高く、後処理に必要な時間がごくわずかであることである。

2.圧縮金型

圧縮金型は熱硬化性プラスチックを使用し、金型キャビティに入れ、熱と圧力にさらします。この方法は、高品質で熱に安定した部品を必要とする用途に最も適している。自動車部品や電化製品などがこれにあたる。そのため、少量生産では経済的で、厚みのある部品、特に大型の部品を作るのに理想的です。

3.ブロー金型

ブロー金型は、ボトルや容器などの中空部品を成形するための幅広い用途を持つ。その仕組みは、まずプラスチックをパリソンと呼ばれる筒状にします。その後、2つの金型の間で膨らませ、最終的な中空製品を形成します。ブロー金型の主な用途のひとつは、軽量で空っぽの部品を大量に作るために塩ビで多用されることだ。

 

4.樹脂用シリコーン型

シリコン型は柔軟性があり、初心者に一般的で、小さなDIYプロジェクトで使用される。これに加えて、樹脂を扱う場合でも多くの用途がある。このような型は、微細で複雑な構造を保持することができる。さらに、再利用が可能なので、工作、樹脂加工、プロトタイピングに適している。取り扱いが簡単で、他の芸術的な試みにもさまざまに利用できる。

プラスチック金型に使用される材料の特性

 

素材	目的	一般的なタイプ	主要物件	代表値/範囲
金型材料	金型構造の形成を助ける	スチール、アルミニウム、シリコーン	耐久性、耐熱性、被削性	引張強度：250～1500MPa（スチール）、90～300MPa（アルミニウム）
リリースエージェント	材料が金型に付着するのを防ぐ	シリコーンスプレー、ワックス、PTFE	ノンスティック、高耐熱性	最高温度: 120°C-200°C、摩擦係数：<0.05
金型ベース／フレーム	これで金型材を固定する	木、プラスチック、金属	強度、剛性	密度：0.9～1.3g/cm³（プラスチック）、2.7g/cm³（アルミニウム）
マスターオブジェクト/CADモデル	金型の形を作る	3Dモデル、プロトタイプ	精度、滑らかさ、複雑さ	CAD精度：±0.005 mm、表面仕上げ：Ra 0.8-1.6 μm
ミキシング・ツール	金型材料成分の混合	攪拌棒、メカニカルミキサー	均一混合、気泡なし	回転数300-1200（メカニカルミキサー）、容量：可変

プラスチック用金型製作ステップ・バイ・ステップ・ガイド

以下はその全過程である。 プラスチック金型製作.

1.金型の設計

金型の大まかな設計図を作成し、作成したいプラスチック部品の必要性を検討する。複雑な形状の場合は、CADソフトウェアを使用して、金型のCNC加工に役立つ方法で設計します。特徴としては、部品の形状、部品の壁の厚さ、抜き勾配の角度などがあります。これらの機能は、金型から余分な材料を取り除くことを容易にします。アルミニウムやスチールなどの金型材料の選択は、金型に必要な寿命によって決まります。これに加えて、材料の選択はまた、あなたが生産したい製品の量に依存します。

2.金型ボックスまたはフレームの作成

プラスチック金型製作では、鋳造中に材料を保持する金型ボックスまたはフレームを作成します。CNC加工金型用の金型ボックスは、通常頑丈な素材で作られています。それらは金属/硬質プラスチック等を含むかもしれない。そのため、製造時には、注湯時の漏れを防ぐため、箱がきちんと閉まっていることを確認してください。さらに、成形中の圧力や温度に耐えられるよう、箱が補強されていることも確認してください。

3.CADモデルの準備と金型のCNC加工

通常は CNC加工 マスターオブジェクトは、正確な寸法で、金型キャビティにアンダーカットのないCADファイルです。そのため、使用する材料に異なる形状や構造がある場合、CNCマシニングを使用することで、表面処理を行うことができます。CNCマシニングで洗浄し、表面処理を行います。離型剤は、プラスチックが金型に付着するのを避けるために使用されます。CNCマシンはさらに、正しいフライス加工と仕上げ壁を達成するために、金型の正確なカットを行うために進みます。これは、欠陥の可能性を最小限に抑えるために重要です。さらに、プラスチックのスムーズな流れと最終部品の容易な排出を可能にします。

4.鋳型材料の混合と注入

CNCで金型を成形した後、溶かしたプラスチック材料を金型のキャビティに入れます。熱可塑性プラスチックや樹脂を使用する場合は、使用する材料が適切な温度に達しており、よく流れることを確認してください。射出成形を使用する場合は、ペレットに含まれるプラスチック材料を加熱して溶かします。さらに、混合物に気泡が入ると最終製品の強度が低下するため、注入の際には時間をかけて気泡を最小限に抑えるようにしてください。

5.金型の養生

そこで、材料を冷却し、プラスチック材料から準備した型の中で固形物を形成させる。使用するプラスチックの種類にもよるが、硬化には数分から数時間かかる。この段階では、金型に気泡やその他の欠陥が形成されていないことを観察することが重要です。CNC加工された金型の硬化に関しては、金型は制御された条件下で硬化されるため、一般的に硬化はより速く、より正確です。

6.金型への充填と離型

プラスチックが硬化点に達したら、金型から部品を取り出します。離型剤を正しく塗れば、部品は金型の表面にくっつかずに飛び出すはずだ。この他に、要求に応じて材料をトリミングしたり仕上げたりすることができる。大量生産のためにさらなる研磨が必要な場合は、機械を通してアイテムに追加の仕上げを行うことができる。

カスタムプラスチック金型の設計と製造に関する考察

特にカスタムプラスチック金型の設計と製造において考慮しなければならない重要な点には、以下のようなものがある；

• 素材の選択： 金型の材質は、耐久性、コスト、生産量などを考慮して、スチールやアルミなどを選ぶ。鋼鉄の型は強度と大量生産のために長い解決策になる傾向がある。一方、 アルミ金型 は、生産量が少ないほど安価になる。
• 部品形状： 金型設計は、プラスチック部品のあらゆる特徴、特に複雑なディテール、アンダーカット、抜き勾配の角度を考慮する必要があります。そうすれば、金型からの取り外しが容易になります。
• 冷却チャンネル： このようなサイクルタイムの短縮は、金型設計に冷却チャンネルを組み込むと同時に行わなければならない。
• 金型の公差： 正確な寸法要件は、金型のより緊密な制御を意味することを理解してください。そのため、特に設計の細部が複雑な場合、金型後の仕上げの必要量を最小限に抑えることができます。
• 金型流動解析： キャビティの外観と、金型材料がキャビティ内でどのように流れるかを簡単に分析する。反り、収縮、エアポケットの形成など、発生しやすい異常のいくつかをチェックする。これは、自動車の金型設計を支援し、生産効率を向上させる上で効率的である。

プラスチック金型用樹脂の選択

プラスチック金型を作るために、さまざまな種類の樹脂の選択肢を探ってみよう。

1. エポキシ樹脂： 有機エポキシ樹脂は強度が高いため、成形時に高い熱と圧力を必要とする産業で金型を作るのに使用できる。
2. ポリウレタン樹脂： これらは柔軟で耐久性があるため、適度な生産量を必要とする金型に最適です。そのため、耐性とある程度の柔軟性を得ることができるのです。
3. シリコーン樹脂： シリコーンは非常に柔軟で、小さくて複雑なタイトな金型を操作するときに非常に便利であり、DIYや数回の生産にも適している。
4. ポリエステル樹脂： これらは安価で、細部の少ない大きな型に適している。その上、シリコーンやポリウレタンに比べ、強度はそこそこあるが弾力性が比較的低い。
5. 熱硬化性樹脂： 熱硬化性プラスチックと呼ばれることもあるこれらの樹脂は、熱にさらされると永久に固まり、硬くなる。そのため、エンジニアリング産業のような過酷な用途に適している。

プラスチック金型の仕上げと研磨

プラスチック金型の仕上げや研磨を行う際には、必ず以下の点に注意してください。

1.金型の穴あけと研磨

エッジを滑らかにし、実際の部品作りを開始する。ここでまず、金型に鋭利なエッジや凹凸がないかを検査する。目の細かいペーパーや、磨き上げる特殊な機械を使って丁寧に磨き上げ、金型本体を把握する。その結果、最終的なプラスチック製品の仕上がりが滑らかになり、鋳造部品に害を与えることなく金型を再利用することができる。

2.必要であれば修理すること

基板表面にはあらかじめ小さなクラックなどの欠陥がある、

凹凸や目に見える気泡。 適切な充填材、すなわちエポキシ樹脂やケイ酸塩の助けを借りて、これらを除去することが必須である。これらの問題を検出し、修正することで、メーカーは最終成形品の欠陥を防ぐことができます。 射出成形表面仕上げ のページで詳細をご覧ください。

プラスチックの金型製造におけるよくある間違いと回避方法

プラスチックの金型製作でよくある失敗を紹介しよう。

1.金型内の気泡

でよくある問題のひとつ。 プラスチック金型製作 は、鋳型材料に気泡が入り込むことである。材料をゆっくり加え、注湯後に閉じ込められた空気を抜くことで、これを避けることができる。気泡を除去するもうひとつの方法は、真空チャンバーや加圧ポットを使用することである。

2.不適切な剥離剤塗布

離型剤の塗布が不十分だと、最終的な部品が後で金型に付着する可能性があるため、損傷を引き起こすもう一つの方法となる。重要なのは、離型剤を均一かつ細部まで塗布することであり、特に入り組んだ部分に重点を置くことである。

3.硬化中の反り

反りは、不正確な硬化プロセスや通常のコイル冷却手順の結果として現れる製品の変形である。これを防ぐには、硬化環境を調整し、適切な硬化温度を確保する必要がある。これに加えて、材料が十分に硬化するのに十分な時間を確保することも必要である。

結論

結論として、プラスチック金型の作り方、金型製作は、工業生産から家庭工芸品に至るまで、アイデアを練り、発明品を製造する多くの創造的な産業で関連性を持っている。金型製作、利用可能な材料、およびこの記事で提示された要件について学ぶことは、プラスチック部品製造のための正確かつ長持ちする金型を製造するのに役立ちます。この場合、必要な仕上げと仕上げは完璧に行われ、カスタム金型はいくつかの分野で広い範囲の用途を持つ。

よくある質問

Q1.プラスチック金型によく使われる材料は何ですか？

スチールやアルミニウムは耐久性に優れているため、工業用金型に最適な素材のひとつです。シリコーンゴムは、小規模でDIYプロジェクトに使用されることがほとんどです。

Q2.金型の寿命はどのくらいですか？

鋼鉄製の金型の耐用年数は、数百万サイクルという事実によって測られる。例えば、アルミニウムは生産強度の程度にもよるが、数万サイクルである。

Q3.金型に気泡が入らないようにするにはどうしたらいいですか？

鋳型材料のブレンド速度はゆっくりしたものを選び、材料の注ぎ方に注意する。その後、真空チャンバーや加圧ポットを使用して、閉じ込められた空気を排除する。

Q4.プラスチック金型に最適な離型剤は何ですか？

シリコーン・スプレーにニスを塗ったり、PTFEで構成されたものを塗ったりする。 ポリテトラフルオロエチレン.プラスチックが金型に付着するのを防ぐのに最適な離型剤である。

Q5.大量生産に適した金型は？

大量生産には射出成形金型が望ましい。射出成形金型は、同じようなスペアパーツを高い精度で大量に作ることができる。

Q6.金型が破損した場合、修理は可能ですか？

サイディングのひび割れや小さな穴、表面の荒れなどの簡単な損傷は、エポキシ樹脂や充填材を使って簡単に修復できます。損傷の程度がひどい場合は、金型全体を取り替えるしかないかもしれません。