はじめに射出成形は、複雑な形状の製品の大量生産など、成形加工分野に適している。射出成形は製造業で広く使われている。しかし、射出成形の欠点はまだいくつかあるので、この記事では以下の側面から説明する。

金型コストの高さが小ロット生産へのアクセスを制限する

なぜスタートアップ費用は高いのか？

射出成形金型には多くの製造工程がある

標準部品の購入コストが高く、イニシャルコストが高く、工程が複雑になると比較的多くの人手が必要になる。また、工程が複雑な場合、品質を確保するために、プラスチック金型メーカーは多くのテストを行う必要がある。

プラスチック射出成形の製造数は、サンプルの数に基づいて決定する必要がある。

非常に単純な構造のように見える射出成形部品でも、2セット、あるいは3セットの射出成形金型を必要とすることがある。

射出成形金型の製造には長い時間がかかる

高精度を実現するために、射出成形金型メーカーの中には非常にきめ細かく、専任の担当者を置いてフォローアップし、顧客の満足を得るために努力しているところもある。そのため、時間がかかればかかるほど、投資額もそれに応じて増えることになる。

射出成形 は、複雑な形状のプラスチック製品の一回成形を実現することができます。効率的で大規模な生産方法であり、射出成形金型の品質は射出成形の品質に直接影響する。

金型業界では、高精度、高品質、複雑な形状の射出成形部品を加工するには、高度なコンピュータ支援設計製造ソフトウェアやCNC機械加工を使用し、合理的な加工手順を策定する必要がある。

射出成形金型の製造は非常に難しい

射出成形用金型に要求される設計は非常に高く、主に金型流路の正確な設計が要求される。設計がうまくいかないと、その後の金型試作がうまくいかなかった場合、金型を修正することが非常に難しく、ほとんどの金型は再製造が必要になる。

射出成形金型の製造工程は多く、標準部品の購入コストは高く、工程は複雑で、比較的多くの人手を必要とする。また、工程の品質を確保するために、プラスチック金型メーカーは大規模なテストを受ける必要がある。これは、加工品質の確保、生産効率の向上、労働強度の低減に効果的な方法である。

射出成形金型メーカーの相場が高い理由は、射出成形金型の製造工程が多いこと、サンプル数に応じて製造するプラスチック射出成形の数を決める必要があること、射出成形金型に時間がかかること、射出成形金型の製造が難しいことなどが挙げられる。工業化の絶え間ない発展により、射出成形品の世界大国に発展した。

毎年生産される射出成形品は世界中に販売され、特にGPSシェルは国内外で販売されている。金型を作る数はサンプルによって異なり、非常に単純な構造のプラスチック部品の場合、射出成形金型を2セット、あるいは3セット作らないと加工できないこともあるようだ。

射出成形製品はまた、対外貿易の成長にも計り知れない貢献をしてきた。しかし、急成長を遂げる一方で、この業界はより注意を払わなければならない多くの問題にも遭遇している。

射出成形はなぜ小ロット生産に向かないのか？

材料の無駄遣い： 完成品を製造する 射出成形 金型キャビティを満たすために、特定の原材料が必要となる。小ロットで生産すれば、大量の材料が無駄になる。射出成形モデルは小ロット生産には向いていない。

金型製造コストは高い：  射出成形は、標準部品の調達コストが高く、工程が複雑である。小ロット生産は製品単価が高くなるので、射出成形は小ロット生産に適さない。

準備に時間がかかる： 射出成形の前に、テストと調整のために多くの時間を必要とし、小ロット生産のために、それは生産効率を低下させる。

柔軟性の欠如： 射出成形は、同じ製品の大量生産に適している。小ロット生産は柔軟性に欠け、常に調整が必要です。

高い経済的コスト： 少量生産のため、生産量のスケールメリットを出すのが難しい。加えて 射出成形 設備は非常に高価である。そのため、1つの製品で分担するコストが非常に高くなり、経済的コストが高くなる。少量生産には向かない。

要約すると、射出成形は大量生産に適したプロセスであり、今日ほとんどのプラスチック製品がこのプロセスで製造されている。しかし、射出成形プロセスでは、まず金型を製造する必要があり、金型は製造コストが高いだけでなく、製造サイクルも比較的長い。そのため、生産量が大量に達して初めて、金型を開くことが経済的に有益となる。

射出成形設計の限界

射出成形に適した製品デザインとは？

電子製品のケーシング： 携帯電話、テレビ、ステレオなどの電子製品の筐体は、製品の外観と性能の要求を満たすために、高強度かつ耐久性のあるプラスチック材料から射出成形される。

おもちゃだ： 子供用玩具、知育玩具、スポーツ玩具などを含む。これらの玩具は、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの異なる材料から射出成形することができる。

家庭用品： プラスチックハンガー、プラスチックバケツ、プラスチック椅子など。これらの製品は耐久性と携帯性に優れており、家庭での使用に非常に適している。

自動車部品： 自動車のドア、ダッシュボード、ライトなどである。これらの製品は、自動車の作業環境の要件に適応するために、高い耐熱性、耐腐食性、および靭性を有する必要があります。

医療機器 医療用注射器、医療用スキムヤーンなど。これらの製品は、医療業界の厳しい要求を満たすために、優れた生体適合性と耐久性を備えている必要があります。

射出成形金型設計のルールとは？

金型設計を始める際には、いくつかの選択肢を検討し、それぞれの長所と短所を天秤にかけて、その中から一つを選ぶことにもっと注意を払うべきである。また、T字型にも真剣に取り組むべきです。

設計案を引き渡した後、工場とのコミュニケーションを深め、加工プロセスや製造・使用条件を理解する。金型設計のレベルを継続的に向上させるために、各金型セットには一定の分析経験と利益と損失をまとめるプロセスが必要である。

設計の際、過去に設計された類似の図面を参考にし、その経験と教訓から学ぶ。金型設計部門は全体であるべきで、各設計メンバーが独立して仕事をすることはできない。特に金型設計の結論のまとめには、チームのスタイルが必要である。

射出成形材料の制限

射出成形に適したプラスチック材料は？

ポリスチレン（PS）、 ポリスチレンは一般に硬質接着剤として知られ、無色透明で光沢のある粒状材料である。ポリスチレンの特徴としては、光学特性が良い、電気特性に優れている、成形・加工が容易、着色性が良い、などが挙げられる。ポリスチレンの最大の欠点は、もろいこと、耐熱性が低いこと（最高使用温度60～80℃）、耐酸性が低いことである。

ポリスチレンの代表的な用途：製品包装、家庭用品（食器、トレイなど）、電気製品（透明容器、光拡散板、絶縁フィルムなど）。

ポリプロピレン（PP）： ポリプロピレンは、PPと呼ばれる無色透明または光沢のある粒状物質で、一般に100%ソフトグルーとして知られています。結晶性プラスチックである。

ポリプロピレンの特徴としては、流動性が良く、成形性に優れ、耐熱性に優れ、100℃での煮沸消毒が可能で、降伏強度が高く、電気特性が良く、難燃性に劣り、耐候性に劣り、酸素に弱く、紫外線の影響を受けやすい。老化。

ポリプロピレンの代表的な用途：自動車産業（主に金属添加物入りPPを使用：フェンダー、換気ダクト、ファンなど）、設備機器（食器洗い機のドア・ガスケット、乾燥機の換気ダクト、洗濯機のフレームとカバー、冷蔵庫のドア・ライナーなど）、消費者製品（芝刈り機、スプリンクラーなどの芝生・園芸機器など）。

ナイロン（PA）ナイロンはポリアミド樹脂からなるエンジニアリングプラスチックで、PAと呼ばれる。PA6、PA66、PA610、PA1010などがある。

ナイロンの特性は、結晶性が高く、機械的強度が高く、靭性に優れ、引張強さ、圧縮強さ、耐疲労性、耐摩耗性、耐食性、耐熱性、無毒性、電気特性に優れている。性能耐光性、吸水性、耐酸性に劣る。

ポリプロピレンの代表的な用途：機械的強度と剛性が高いため、構造部品に広く使用されている。耐摩耗性に優れているため、ベアリングの製造にも使用されている。

ポリオキシメチレン（POM）ポリオキシメチレンは、西崗材とも呼ばれるエンジニアリングプラスチックである。ポリオキシメチレンは、優れた機械的特性、高弾性率、高剛性、表面硬度を持つ結晶構造を持ち、"金属のライバル "として知られている。

ポリホルムアルデヒドの特徴は、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れ、自己潤滑性があり、ナイロンに次いで安価で、耐溶剤性、特に有機溶剤に優れていますが、強酸、強アルカリ、酸化剤には耐性がありません。サイズ 安定性がよく、精密部品を製造できる。成形収縮率が大きく、熱安定性が悪く、加熱すると分解しやすい。

ポリオキシメチレンの代表的な用途：POMは非常に低い摩擦係数と優れた幾何学的安定性を持ち、特にギアやベアリングの製造に適している。また、耐高温性と非常に優れた物理的特性を持つため、パイプライン部品（パイプライン・バルブ、ポンプ・ハウジング）、芝生器具などにも使用されている。

ABS樹脂（アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン）ABS樹脂は一種の高強度変性ポリスチレンで、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの3種類の化合物を一定の比率で混合したもので、薄いアイボリー色をしており、カラフルで不透明、無毒無臭である。

ABS樹脂の特徴：高い機械的強度、強い耐衝撃性、良好な耐クリープ性、硬い、靭性、剛性、およびその他の特性。ABS樹脂部品の表面には電気メッキを施すことができる。ABSは、その性能を向上させるために、他のプラスチックやゴムとブレンドしたり溶かしたりすることができる。例えば、（ABS + PC）ABSのような ABSの代表的な応用範囲：自動車、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコン、その他の電化製品の筐体。

ポリカーボネート（PC）、 一般に防弾ガラスとして知られるこの素材は、無毒、無味、無臭、透明で、可燃性だが火から離すと自己消火する。

ポリカーボネートの特徴：特殊な靭性と硬度を持つ。熱可塑性プラスチックの中で最も衝撃強度が高い。優れた耐クリープ性、良好な寸法安定性、高い成形精度、良好な耐熱性（120度）。ポリカーボネートの短所 疲労強度が低く、内部応力が大きく、割れやすいプラスチック部品の耐摩耗性が悪い。

ポリカーボネートの代表的な用途：電気・商業機器（コンピューター部品、コネクターなど）、家電製品（フードプロセッサー、冷蔵庫の引き出しなど）、運輸産業（自動車のフロントライト、リアライト、ダッシュボードなど）。

PC+ABS（PC+ABSアロイ）PC（エンジニアリングプラスチック）とABS（一般プラスチック）の長所を組み合わせ、両者の性能を向上させた。ABSとPCの化学成分を含み、ABSの流動性と成形加工性が良い。性能、PCの耐衝撃性、冷熱サイクル変化への耐性。

PC+ABS合金の特徴は、吐出口/大型ノズルの金型設計に使用でき、表面はオイルスプレー、電気メッキ、金属スプレーが可能である。

一般的な射出成形材料の金型材料に対する要件は何ですか？

ポリ塩化ビニル（PVC）PVCは腐食性があり（分解しやすい）、流動性が悪い。射出成形用金型の材料としては、一般的にステンレス鋼が使用されている。

ポリスチレン（PS）： 射出成形金型のキャビティ材料は、研磨性の良いものを選ぶ。ポリスチレン（PS）は、耐衝撃性に優れ、耐摩耗性に優れているため、ここで好まれる。 良好な電気絶縁性.

ポリエチレン（PE）： バリが出ないように注意してください。

ポリプロピレン（PP）:金型に特別な条件はない。 優れた耐薬品性 食品との接触に適している。

ナイロン（PA）： 引火値が低く、バリ（カエリ）を防ぐ。

ポリオキシメチレン（POM）： 腐食性があるので、耐腐食性の素材を選ぶこと。

ポリカーボネート（PC）ABS樹脂：射出成形金型に特別な要求はない。

ポリフェニレンエーテル（PPO）： 流動性が悪い場合、金型を100度に加熱する必要がある。

有機ガラス（PMMA）： 透明、研磨された素材を選ぶ。

射出成形製造工程の限界

射出成形プロセスに必要な設備とは？

射出成形機

の動作原理 射出成形射出成形機は、注射器に似ている。スクリュー（またはプランジャー）の推進力を利用して、可塑化されたプラスチックを溶融状態（すなわち粘性流動状態）で金型キャビティに注入し、金型キャビティ内で固化・成形して完成品を得る工程。

射出成形はサイクルプロセスであり、典型的な射出成形サイクルは主に定量供給-溶融と可塑化-圧力射出-金型充填と冷却-金型開放と取り出しである。プラスチック部品を取り出した後、金型は再び閉じられ、次のサイクルが行われる。

金型

金型（mú jù）：射出成形、ブロー成形、押出成形、ダイカストや鍛造、製錬、スタンピングなどの方法で必要な製品を得るために工業生産で使用される様々な金型や工具。

要するに、金型とは形のあるものを作るための道具である。この道具は様々な部品から構成されており、金型によって構成される部品も異なる。主に、成形された材料の物理的状態の変化によって、物体の形状の加工を実現する。工業の母」と呼ばれる。

オートメーション機器

自動化設備には、ハンドリングロボット、コンベア、送風機、冷却装置などがあり、射出成形の自動化を実現するのに役立つ。

例えば、ハンドリングロボットは主に射出成形機のテーブルから成形品を取り出すために使用され、コンベアはプラスチック粒子を射出成形機まで自動的に搬送するために使用され、送風機はプラスチック製品の冷却を助けるために使用することができる。

オフライン設備：オフライン設備には、計量装置、貯蔵装置、空気圧工具、グラインダーなどが含まれ、主に射出成形工程の特定の作業を補助し、生産効率を向上させるために使用される。

射出成形プロセス設備の投資コストはなぜ高いのか？

機器自体のイニシャルコストが比較的高い

射出成形設備は通常、射出成形機、金型、自動化設備、オフライン設備などで構成される。

射出成形機は、最も高価な部品の一つであり、高い初期投資である。射出成形機の作動原理は、注射器と似ている。スクリュー（またはプランジャー）の推力を利用して、可塑化された溶融状態（すなわち粘性流動状態）を移送する。 プラスチックが密閉された金型キャビティに射出され、固化・成形後に製品が得られるプロセス。

射出成形はサイクルプロセスであり、各サイクルは主に定量供給-溶融と可塑化-圧力射出-金型充填と冷却-金型開放と取り出しからなる。プラスチック部品を取り出した後、金型は再び閉じられ、次のサイクルが実行される。

設備減価償却費およびメンテナンス費用

とは、機器を購入し使用するために必要な減価償却費とメンテナンス費用のことである。これには、機器購入費、機器維持費、高初期費用などが含まれる。

設備購入コスト：設備購入に際しては、設備の性能、価格、その後のメンテナンスなどを総合的に考慮し、費用対効果の高い設備を選択することで、設備購入コストを削減する。

機器のメンテナンスコスト：設備が良好な作動状態にあることを保証するための設備の定期的なメンテナンスは、設備の耐用年数を延ばし、設備のメンテナンス費用を削減することができる。

人件費

人件費には直接人件費と間接人件費がある。直接労務費とは、製品を生産するのに必要な直接的な労務費のことで、主に作業員の賃金、福利厚生、関連する人事管理費などが含まれる。

間接労務費とは、生産管理要員、メンテナンス要員など、生産プロセスにおける間接的なサポートに使用される労務費を指す。これらの人員は、直接製品生産には関与しないが、生産工程の正常な運営に重要な役割を果たしている。

射出成形プロセスの難しさとは？

射出成形は一般的なプラスチック加工技術であるが、以下のような難点や問題点もある。

金型のゲート位置と金型の正確さ

ゲート：ゲートは断面積の小さい短い溝で、ランナーと金型キャビティを接続するために使用される。製品の最も厚い部分にゲートを配置し、最も厚い部分から注湯することで、充填性と保圧性を高めることができる。保圧が不足すると、厚い部分より薄い部分の方が早く固まってしまいます。ヒステリシスやショートショットを避けるため、厚みが急に変化する場所にゲートを設置することは避けてください。

金型温度のコントロール

異なるゴム材料は、異なる金型温度を必要とする。異なる表面品質と異なる構造を持つ金型は、異なる金型温度を必要とするため、温度制御システムの目標設計が必要となる。前金型の温度は、後金型の温度差は、一般的に約20〜30oである。

前金型に熱水や熱油を通す必要がある場合、一般的な温度差は約40度である。実際の金型温度が必要な金型温度に達しない場合、金型を加熱する必要がある。そのため、金型を設計する際には、ゴム材料が金型内に持ち込む熱が金型温度の要求を満たすことができるかどうかを十分に考慮する必要がある。

熱放射と熱伝導によって消費されるのに加え、ゴム材料によって金型内に持ち込まれた熱のほとんどは、循環回路によって消費される必要がある。熱媒体は金型から持ち出される。ベリリウム銅のような熱伝導しやすい部品の熱も例外ではありません。金型温度はバランスが取れている必要があり、局所的な過熱や冷却不足があってはなりません。

プラスチック原料輸送における浄化環境要件

プラスチック粒子の輸送中は、高温または低温での粒子の変形や分解を避けるため、適切な輸送温度を選択することに注意を払う必要がある。湿気や水の影響による粒子の損傷を避けるため、粒子を乾燥した状態に保ち、酸、アルカリなどの有害物質との接触を避ける；

各種規制や法令を厳守し、輸送中の過積載や速度超過などを行わないこと。車両や梱包資材の状態を定期的に確認し、破損した部品や資材は速やかに交換すること。

生産工程管理中の作業場の環境をクリーンに保つ

射出成形の生産工程では、環境を汚染するさまざまな廃棄ガス、廃水、未使用または廃棄プラスチックが発生する。現在、炭素排出の二重削減目標が実施されているため、それに対応する環境保護対策を講じる必要がある。

結論

射出成形 は広く使われている成形法であるが、実際の生産においては、コストが高い、工程が複雑、生産サイクルが長い、欠陥が発生しやすいなどの欠点や限界もある。これらの欠点は、工程の最適化、設備性能の向上、金型材料の改良、あるいは最もコスト競争力のある技術の開発によって改善することができ、より高品質な製品の需要に応えることができる。