射出成形機で自動車のプラスチック部品は作れるか？

はじめにAutomotive injection molding process is when you use injection molding to make car parts. You can make lots of different parts for a car, like the dashboard, bumper, headlights, and parts under the hood, using automotive plastic injection molding.

この記事では、プラスチック射出成形が自動車部品製造業界でどのように使用されているか、自動車業界で使用される射出成形材料の種類、自動車業界で使用される射出成形技術の種類、自動車用途における射出成形の利点、自動車射出成形の生産用途について深く掘り下げます。

射出成形はどのようにして自動車産業で使われ始めたのか？

その昔、自動車会社はプラスチック射出成形をあまり使っていなかった。金属プレスで部品を作るのが主流だったが、その部品は重くて高価だった。しかし、自動車産業が成長するにつれて、より速く、より安く部品を作る方法を見つける必要があった。

1950年代には、装飾品を作るために射出成形が使われ始めた。その後、1970年代後半から1980年代にかけて、プラスチック射出成形は、ダッシュボード、ヘッドライト、インストルメント・パネルなど、あらゆる種類の自動車部品の金型を作るための方法となった。

2000年代、プラスチックは自動車産業で大きな話題となった。プラスチックは金属部品よりも軽いため、自動車の燃費がよくなり、製造コストも安くなった。

射出成形の利点は、他の多くの産業でも物を作る方法となった。今日、多くの産業がプラスチック射出成形であらゆる種類の部品やものを作っている。

自動車部品に射出成形を選ぶ理由

射出成形が優れているのは、非常に複雑で、公差が厳しく、表面仕上げがきれいな部品を作ることができるからです。

また、射出成形は、エンジン部品からボディパネルまで、あらゆる種類の自動車部品を製造するためにメーカーが使用する、非常に汎用性の高いプロセスである。この方法は拡張性があり、同じものを何千個も作ることができる。

自動車用射出成形品の製造に使用される材料とは？

自動車メーカーは自動車用プラスチック射出成形でさまざまな部品を作るので、1つの材料がすべてに適しているわけではない。だから、自動車部品にはさまざまなプラスチックポリマーを使う。 

自動車メーカーが自動車部品の製造に使用するプラスチック素材のリストは以下の通り。

ポリプロピレン（PP）

ポリプロピレンはプロピレンの重合体で、自動車部品によく使われる素材のひとつである。化学薬品や紫外線、水にも侵されないため、バンパーのような車の外装部品に使われる。また、ケーブルの被覆にも使用される。

ポリ塩化ビニル（PVC）

PVCは自動車のプラスチック部品の約16%を占めている。柔軟性があり、熱にも耐えられるため、自動車部品メーカーは内装パネルやダッシュボード部品など、硬度の異なる部品を作るために使用している。

ポリウレタン（PU）

発泡シートのように曲げる必要があるものは、ポリウレタンを使うことが多い。車のシートはその一例だ。ポリウレタンは、シールやガスケット、断熱パネル、自動車のサスペンション・ブッシュなどにも使われている。

アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）

ABSはその名の通り、アクリロニトリルとスチレンのポリマーである。硬くて光沢があるため、ダッシュボードやホイールカバーなどに使われている。

アクリル（PMMA）

アクリルは透明なプラスチックで、強度が高く、透明で硬い。ガラスの代わりに使用され、ヘッドライトカバーやスクリーンに使われる。

ポリアミド（ナイロン）

ポリアミドとしても知られるナイロンは超強靭で、ブッシュやベアリングに使用される。

ポリカーボネート

ポリカーボネートは丈夫で硬く、耐久性のある素材です。それは熱と天候を扱うことができるので、それは車のバンパーを作るための最良の選択です。

ポリエチレン

ポリエチレンは丈夫で軽く、衝撃に強い。湿気に対応できるものが必要で、あまりお金をかけたくない場合に最適です。

自動車産業で使用される射出成形技術の種類とは？

熱可塑性射出成形、エラストマー射出成形、熱硬化性射出成形である。

熱可塑性射出成形

熱可塑性射出成形は、自動車業界で最も一般的な射出成形である。ポリプロピレン、ナイロン、ABSのような熱可塑性材料から部品を作るために使用されます。

この自動車成形技術は、低コスト、高速生産、汎用性など、他の射出成形に比べて多くの利点がある。

エラストマー射出成形

エラストマー射出成形は、ゴムやシリコーンなどのエラストマー材料から部品を作るために使用されます。エラストマー射出成形は、熱可塑性プラスチック射出成形と同じような利点がたくさんあります。さらに、衝撃を吸収し、振動を軽減するのに優れています。

熱硬化性射出成形

熱硬化性射出成形は、エポキシやポリエステルのような熱硬化性材料から部品を作るために使用されます。この自動車成形技術には、精密な寸法公差や再現性など、熱可塑性樹脂成形と同じ利点が多くあります。

しかし、熱可塑性プラスチック成形よりも優れている点もある。熱可塑性樹脂は高温でも簡単に溶けたり変形したりしないため、自動車メーカーは熱硬化性樹脂射出成形を選ぶのだ。

自動車用途における射出成形の利点とは？

射出成形は、金型キャビティに溶融プラスチックを注入する、確立された製造プロセスである。溶けたプラスチックは冷えて固まり、完成した部品が取り出されます。

Although the mold design process is critical and challenging (poorly designed molds can lead to defects), injection molding is a reliable method for producing solid plastic parts with a high-quality surface finish.

このプロセスが自動車用プラスチック部品の製造に有益である理由をいくつか挙げてみよう：

複雑な形状のデザイン

射出成形のもう一つの利点は、複雑な形状の部品を作ることができることである。射出成形機では、「スクリュー前進」と呼ばれるプロセスを使って、金型のキャビティに溶融プラスチックを注入します。

この工程では、非常に詳細で複雑な部品を作ることができる。また、射出成形はエンジンのインテークマニホールドのような内部空洞のある部品の製造にも使用できます。

再現性

自動車産業では、同じ部品を何度も作ることができなければならない。プラスチックの自動車部品を金型で作ると、毎回同じ部品ができる。射出成形を台無しにするものはたくさんあるが、良い金型があれば、一日中同じ部品を作ることができる。

規模とコスト

射出成形は金型のコストがかかるため、高価になることがある。しかし、射出成形は拡張性の高いプロセスであり、部品数を増やせば増やすほど、部品あたりのコストは下がっていきます。

つまり、大量生産の用途では、射出成形は素晴らしい。しかし、大量生産でないものについては、射出成形の金型費がコスト高になる可能性があります。

材料の入手可能性

自動車製造に射出成形を使用する最大のメリットのひとつは、硬質、軟質、ゴム質など、幅広い種類のプラスチックに対応できることだ。

自動車メーカーでは、ABS、ポリプロピレン、アクリル、アセタール、ナイロン、ポリカーボネートなど、さまざまな種類のポリマーをさまざまな用途に使用している。

高精度と表面仕上げ

射出成形は、シンプルな形状で見栄えのするプラスチック部品を作るのに適しています。成形品を 射出成形表面仕上げは何種類もの中から選ぶことができる。

光沢のあるパーツ、ざらざらしたパーツ、その中間のパーツを作ることができます。パーツの代わりに金型にさまざまなテクスチャーを施すことでそれが可能になります。しかし、使用するプラスチックの種類によっても、パーツの見た目を変えることができます。

カラーオプション

自動車用プラスチック射出成形に関しては、成形された自動車部品の色を自動車の配色に合わせて変えるのは簡単だ。

射出成形では、他のプロセスと異なり、製造開始前に原料ペレットに染料を混ぜることができます。そのため、成形後に色を塗ったり、着色したりする必要がなく、しっかりとした一貫した色が得られます。

ラピッドプロトタイピングとラピッドツーリング

自動車メーカーは自動車部品の製造に射出成形を多用しているが、試作品の製造にも射出成形を使用している。ラピッド・ツーリングとは、従来の（スチール製の）金型の代わりに、通常3DプリンターやCNC機械加工で、高速で安価なアルミ金型を作ることである。

自動車用射出成形の生産用途は？

プラスチック製の自動車部品を作る場合、射出成形はメーカーが行う主な方法の一つである。自動車には射出成形で作られるプラスチック部品が非常に多いので、射出成形の自動車部品をすべて挙げるのは難しいが、主要なものをいくつか見てみよう。

アンダー・ザ・フード・コンポーネント

過去数十年の間に、多くのメーカーが、以前は金属製だったボンネット下の部品をプラスチック製に切り替えた。

こうした用途では、ABS、ナイロン、PETのような強力なポリマーが一般的だ。しかし現在では、シリンダーヘッドカバーやオイルパンのような部品の製造に射出成形が使われている。この方法は、金属部品よりも軽量で安価である。

エクステリア・コンポーネント

射出成形は以前からあるプロセスで、フェンダー、グリル、バンパー、ドアパネル、フロアレール、ライトカバーなど、クルマの外側パーツの多くを作るのに使われている。

スプラッシュガードは、射出成形部品がいかに強靭であるかを示す良い例だ。スプラッシュガードは通常、ゴムなどの丈夫で柔軟な素材でできており、石などが車に当たらないように、また水が車にかからないようにするためのものだ。

内装部品

自動車用プラスチック射出成形は、多くの自動車内装部品の製造にも使用されている。これには、計器部品、室内表面、ダッシュボードパネル、ドアハンドル、グローブボックス、通気口などが含まれる。また、射出成形は装飾用プラスチック部品の製造にも使われている。

一部の高性能車では、最適な性能と重量の最適化を達成するために、主要な構造部品（ボディパネル、ルーフ、シャーシなど）に炭素繊維強化プラスチックが使用されることが多い。

結論

射出成形は多くの産業で大量生産に使われている。金型と金型代金を支払えば、部品あたりのコストは低くなります。 射出成形 は、多くの部品を作り、複雑にする必要がある自動車メーカーにとっては良い解決策だ。