概要:注射鋳造は,高精度と重複性を備えたプラスチック部品の製造のための汎用的で効率的な製造プロセスです.このガイドは,注射鋳造の基本を徹底的に検討します技術者 デザイナー 製造者 の 参考 に なる 材料 の 選択
1インジェクション・モールディングの紹介
注射鋳造は,密度の高い同一プラスチック部品の大量生産に使用される製造プロセスである.溶融したプラスチック材料を模具腔に注入し,冷却して固化して最終製品になるこのプロセスは,高い生産速度,卓越した寸法精度,複雑な幾何学的形状を生産する能力によって特徴づけられています.消費電子機器から航空宇宙まで,あらゆる産業でプラスチック部品を製造するために最も広く使用されている方法の一つです..
インジェクション 鋳造 システム の 基本 要素 に は,インジェクション ユニット (材料 を 柔らかく し て 挿入 する),クランプ ユニット (模具 を 保持 し て 開く),模具自体 (部品の形を定義する精密ツール)1872年にジョンとアイザイア・ハイアットが 最初のポンプベースの注射機械を特許を取得した1946年にジェームズ・ワトソン・ヘンドリーによるスクリュー注射機,1970年代にガス助成注射鋳造など.
2インジェクション 鋳造 ステップ ステップ
標準的な注射鋳造サイクルには6つの基本段階があります.
- 固定:模具の両半分はしっかりと閉められ,固定装置によって保持される. 固定力は,高い注射圧力に耐えるのに十分である必要があります.
- インジェクション:プラスチックの材料は,通常はペレット形式で,ホッパーから加熱された樽に供給されます.回転螺栓はプラスチックを輸送し,溶かし,均質化します.溶けたプラスチック は,高圧 下 で 模具 の 穴 に 注入 さ れ ます.
- 保存/包装:穴が満たされた後,圧力が維持され,部品が冷却するにつれて体積縮小を補うために模具に追加の材料を詰め込む.
- 冷却:部品は固化するために模具の中に残ります.冷却時間は全サイクル時間の重要な部分を占め,部品厚さと材料の特性に影響されます.
- 模具開口:部品が十分に硬くなったら 固定装置が模具を開きます
- 噴射:完成 し た 部品 は,ピン や 袖 や 脱毛 プレート を 用い て 模具 から 放出 さ れ ます.その サイクル は 次 の よう に 繰り返されます.
主要なプロセスパラメータ:
- 温度:樽温度 (溶解用),ノズル温度,模具温度 (流量と冷却に不可欠) を含む.
- 圧力:注射圧は流量抵抗を克服して空洞を埋め,保持圧は収縮を補償する.スクリューに対する反圧は溶融の均質化を改善する.
- 時間:注射時間,保持時間,冷却時間を含む.全サイクル時間は生産効率に直接影響する.
3先進的な注射鋳造技術
製造需要が進化するにつれて,いくつかの高度な技術が開発されています.
マイクロインジェクション鋳造:医療機器やマイクロ電子機器のための非常に小さい高精度部品の製造に使用される.投与量 (ミリグラムレベルまで) と温度 (± 0.0 °C) の非常に正確な制御を必要とする.5°C バレルの場合).
模具内装飾 (IMD):鋳造プロセスに装飾を統合する技術の一族.主なバリエーションには以下が含まれます.
- IML (In-Mold Labeling): プリデコレーションされたフィルムが注入前に模具に入れて,耐久性のある,統合された表面仕上げを持つ部品になります.
- IMR (In-Mold Release): 形状は,形状処理中にキャリアフィルムから部品に移され,キャリアフィルムは自動的に引き出し,ロールされます.
反応注射型 (RIM):RIMは,低粘度液体反応剤 (ポリウレタンなど) の2つ以上を混合し,反応して固める模具に注入する.普通の注射鋳造と比較して,より低い圧力とクランプ力を必要とします..
ガス補助注入型:模具の穴に惰性ガスを注入し,材料を部品の空洞な部分に押し込む.これは重量や沈み跡が減少した空洞で硬いパーツを作成します.
精密注入型:非常に高い寸法精度,しばしば0.01mmから0.001mm以内に達成することを目的としています.専門プレス,高品質の模具,PPS,PPA,LCPなどのエンジニアリング材料が必要です.
| テクノロジー | 主要 な 原則 | 主要 な 利点 | 一般的な用途 |
| 微型模造 | ミクロスケール部品の鋳造 | 細かい部品に適した高精度 | マイクロポンプ,医療機器,光学レンズ |
| IMD/IML | 鋳造中の装飾 | 耐久性のある表面,後処理なし,美学 | 自動車用パネル,家電用器具のシェル,電話の装飾品 |
| 反応 (RIM) | 菌糸体での化学固化 | 大きい部品,低圧力,柔軟な出力 | 自動車用バンパー,家具,医療機器 |
| ガス補助 | 内部ガス圧 | 減重と曲面,空洞面 | ハンドル,家具,大きな箱 |
4注射鋳造のための重要な設計考慮事項
部品の設計が成功することは 製造可能性やコスト効率,性能に不可欠です
壁の厚さ: 壁の厚さが均一であることは,沈み痕,歪み,内部ストレスのような欠陥を防ぐために重要です.厚さの突然の変化は避けるべきです.
- 抽出角: 模具の開口方向に垂直な表面に角を塗り,部品の容易な噴出を容易にする.通常は最低1°が推奨される.
- 肋骨とガセット: 壁の厚さを増やすことなく部品の硬さと強さを高めるために使用されます.シンク の 痕跡 を 避ける ため に,適切な 肋骨 の 設計 (通常,主壁 の 厚さ の 50-70%) が 必要 です..
- 丸い 角 は ストレスの 集中 を 減らし,材料 の 流出 を 改善 し,模具 の 耐久 を 向上 さ せる.
- ボス:スクリューマウントなどの組立機能に使用される.沈没などの問題を防ぐために十分な肋骨サポートとコア幾何学に適切な相関を備えて設計されるべきである.
- ゲート設計:ゲートは,溶けたプラスチックが空洞に入るチャネルである.その位置と種類 (例えば,縁,トンネル,ピンポイント) は,部品の外観,強度,曲面に大きな影響を与えます.
- アンダーカット:部品の噴射を防ぐ機能.横動,リフター,または折りたたむコアなどの複雑で高価な模具部品を必要とします.
5注塑のための材料の選択
材料は様々な種類で,それぞれに特異性があります.
熱プラスチック:インジェクション鋳造では最も一般的です.加熱すると柔らかく,冷却すると硬くなり,リサイクルや再鋳造を可能にします.例としては:
- ポリプロピレン (PP): 多用性があり,化学的耐性があり,疲労耐性も良い.
- アクリロニトリルブタディエンスチレン (ABS): 頑丈で衝撃耐性があり,機械性能が良い.
- ポリカーボネート (PC): 高い衝撃強度,透明性,耐熱性.
- ナイロン (PA): 高強度,耐磨性,良質な機械性能.
- ポリオキシメチレン (POM): 高度な硬さ,低摩擦度,優れた寸法安定性
熱固性ポリマー:固化中に不可逆の化学反応を受ける (RIMなど).再加熱すると溶けない.エポキシおよびフェノル樹脂は例である.
エラストマー:柔軟なゴムのような部品を製造するために使われます
添加物:材料は,強化用ガラスや炭素繊維,炎阻害剤,安定剤,染料などの添加物で混ぜられています.
6産業間での応用
インジェクション 鋳造 の 多用性 に よれ ば,多くの 分野 に 適用 できる こと が でき ます.
- 自動車: 内部装飾,ダッシュボード,ボタンをはじめ,ホップの下の部品や照明箱まで.
- 消費者電子機器:電話やラップトップ,ボタン,コネクタ,および内部部品のためのハウジング.光学レンズや構造部品などのコンポーネントには精密型成形が重要です.
- 医療・医療:注射器,注射器,外科用器具,植入可能な装置のホイス,マイクロ流体装置.不妊性と生物互換性は重要な要件です.
- 包装: 瓶蓋,容器,閉め物,しばしば非常に大量の生産物.
- 航空宇宙:高強度重量比を必要とし,厳しい環境条件に耐えられる内外部品の両方に使用されます.
