射出成形とは？
射出成形とは、所定の温度で完全に溶融した樹脂材料をスクリューで混練し、高圧で金型キャビティへ射出した後、冷却・固化させて成形品を得る方法です。
この方法は複雑な形状の部品の大量生産に適しており、重要な加工方法のひとつである。
射出成形を使う理由
1.高効率
射出成形プロセスを用いた大量生産は、より高い加工効率を達成できます。一度ユーザーが特定の高ボリューム製造方法を選択すれば、プラスチック成形プロセスは長時間を要さず、大量生産を可能にし製品品質を向上させます。
2.プラスチック素材の高強度
ガラス繊維添加剤の使用は非常に一般的で、これらの高度に設計された複合プラスチックは耐久性が高く、さまざまな製品に求められる特性や機能を満たすことができる。
特に重要なのは、樹脂が初回成形時に高密度になることであり、このときプラスチック射出成形は、ほかの成形法では得られない柔軟性を発揮します。
3.低コストの射出成形金型は印象的な表面仕上げを提供する
高い圧力にも耐え、優れた製品品質と細部まで行き届いた見事な外観を備えている。
したがって、射出成形は成形部品の優れたディテールを実現し、二次加工にかかる時間とコストを節約できます。
4.射出成形は再現性の高いプロセスである。
射出成形は高度に繰り返し可能なプロセスであり、つまり生産される2番目の部品は1番目の部品と全く同じになります。これは大量生産における製品の一貫性と部品の信頼性を適切に制御できることを意味します。
射出成形の歴史
1872年、アメリカの発明家ジョン・ウェスリー・ハイアットは、弟のイザヤと共に最初の射出成形機の特許を取得しました。
巨大な皮下注射針のようなもので、プランジャーを使って加熱したシリンダーから金型にプラスチックを注入する。
この産業は19世紀後半にゆっくりと発展し、襟、ボタン、ヘアコームなどの製品を生産した。
1903年、ドイツの化学者アーサー・アイヒェングリューンとセオドア・ベッカーは、硝酸セルロースよりも可燃性の高い最初の可溶性ポリマー、酢酸セルロースを発明した。
最終的には粉末形態で提供されるようになり、射出成形がより容易になりました。
1919年、アーサー・アイヒェングリューンは、本当の意味での最初の射出成形機を開発した。
1939年、アーサー・アイヒェングリュンは可塑化アセテート射出成形の特許を取得しました。その後、第二次世界大戦が安価で大量生産された製品への巨大な需要を生み出したため、射出成形は1940年代に急速に拡大しました。
1946年、アメリカの発明家ジェームズ・ワトソン・ヘンドリーは、射出速度と製品品質をより精密に制御できる最初のスクリュー式射出成形機を製作しました。
この機械はまた、射出前に材料を混合することを可能にし、プラスチック材料に顔料を加え、射出前に十分に混合することを可能にした。
1970年代、ヘンドリーは複雑で中空の製品を迅速に冷却できる最初のガスアシスト射出成形プロセスを開発しました。
これにより、製造時間、コスト、重量、廃棄物を削減しながら、設計の柔軟性だけでなく、製造された部品の強度と仕上げが大幅に改善された。
プラスチック射出成形産業は長年にわたり、櫛やボタンの生産から、自動車、医療、航空宇宙、消費財、玩具、配管、包装、建設など多くの産業向けの多様な製品の生産へと進化してきました。
射出成形製品は多くの産業、特に自動車、工業、家庭用品の分野で見ることができます。
射出成形の利点
1.複雑で精密な製品の製造に適している。
プラスチック射出成形技術の主な利点の一つは、複雑なプラスチック精密部品やアセンブリを容易に設計できる点です。
他の技術と比較して、射出成形は非常に小さな公差を特徴としていることがわかります。
このため、自動車部品の製造にも広く使われている。
2.幅広い素材から自由に選べる
プラスチック射出成形プロセスに使用可能なプラスチック材料は多数存在します。
帯電防止プラスチック、熱可塑性ゴム、耐薬品性プラスチック、バイオコンポスタブル素材など、カラーマッチングやマスターバッチ着色を施した素材がある。
3.製造コストを削減する自動化プロセス
射出成形は自動化されたプロセスです。特にプラスチック射出成形部品が自動的に取り出せる場合、一人のオペレーターがしばしば2台以上の射出成形機を管理できるため、必要な労働力は比較的少なくなります。
射出成形工程の大半は機械とロボットで行われます。自動化によって成形製造コストが下がるため、間接費も削減されます。
また、労働力の削減により、製品製造の総コストも削減される。
4.高効率生産方式
業界内では、射出工程で正しく機能するために必要な基本的な設計要素があることに、ほとんどの成形の専門家が同意している。
これには、肉厚、リブ設計、ボス設計、コーナー部の移行、ウェルドライン、ゲート配置、適切に配置されたベントの設計が含まれます。
顧客仕様に基づく射出成形金型を用意し、射出成形機を事前にプログラムすれば、部品を作る実際の成形工程は非常に速くなります。
金型の閉鎖、充填、可塑化、射出、開放、取り出しという一連の成形プロセスはすべて射出成形の作用によって行われるため、射出成形製造プロセスは完全な自動化とプログラム制御の実現が容易です。
その結果、1つの金型からより多くの製品を生産できます。高い生産性により、プラスチック射出成形サービスは効率的で費用対効果にも優れています。
5.廃棄物を減らし、環境に配慮する
射出成形では部品の再現性が非常に高くなります。成形工程で生じたスクラップは再利用できるため、射出成形時の原材料ロスはごくわずかです。
概要
この記事から、なぜ射出成形が高ボリューム生産に適しているのか、そして数量が増加するにつれて製品の単価が劇的に低下する理由を学びました。
大量のプラスチック製品を製造する必要がある場合は、このプラスチック部品製造プロセスをご検討ください。
もちろん、それぞれのプラスチック製品が開発から市場需要まで伸びるには長い時間がかかる。
開発初期で製品数量がまだ不確かな場合は、1個取り射出成形金型を選べます。金型価格は低くなりますが、製品単価は相対的に高くなります。
製品数量が大幅に増えたら、多数個取り射出成形金型を検討できます。製品の量産工程コストを下げるだけでなく、生産効率を大きく高め、市場需要へ迅速に対応できます。
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