一般的に使用される 10 のプラスチック成形プロセス

ここでは、よく使われるプラスチック成形プロセスを10種類紹介します。詳細については、お読みください。

1. 射出成形
2.ブロー成形
3. 押出成形
4. カレンダー加工（シート、フィルム）
5. 圧縮成形
6. 圧縮射出成形
7. 回転成形
8. 八、プラスチックドロップ成形
9. ブリスターの形成
10. スラッシュ成形

1. 射出成形

射出成形の原理は、粒状または粉末状の原料を射出機のホッパーに投入し、加熱して溶かして流動状態にすることです。射出成形機のスクリューまたはピストンによって駆動され、金型のノズルとゲート システムを通って金型キャビティに入り、金型キャビティ内で硬化して成形されます。射出成形の品質に影響を与える要因: 射出圧力、射出時間、射出温度。

プロセスの特徴:

アドバンテージ：

(1) 成形サイクルが短く、生産効率が高く、自動化が容易です。

(2) 複雑な形状、正確な寸法、金属または非金属インサートを備えたプラスチック部品を形成できます。

(3) 製品の品質が安定している。

(4)適応範囲が広い。

欠点:

(1) 射出成形機の価格が比較的高い。

（２）射出成形金型の構造が複雑である。

(3) 生産コストが高く、生産サイクルが長いため、単品・小ロットのプラスチック部品の生産には適していません。

応用：

工業製品では、キッチン用品（ゴミ箱、ボウル、バケツ、鍋、食器、各種容器）、電気機器のハウジング（ヘアドライヤー、掃除機、フードミキサーなど）、玩具やゲーム、自動車などの射出成形品が挙げられます。各種工業製品、その他各種製品の部品等

1) インサート射出成形

インサート成形とは、あらかじめ用意した異なる材質のインサートを金型に充填し、樹脂を射出成形することを指します。溶融した材料をインサートに接着し、固化させて一体の製品を形成する成形方法です。

プロセスの特徴:

(1) 複数のインサートを事前に組み合わせることにより、製品ユニットの組み合わせ後のポストエンジニアリングがより合理的になります。
(2) 樹脂の成形性・曲げ性と金属の剛性・強度・耐熱性を組み合わせることで、複雑かつ精緻な金属とプラスチックの一体化製品が得られます。
(3) 特に樹脂の絶縁性と金属の導電性を組み合わせることにより、電気製品の基本機能を満足する成形品が得られます。
(4) ゴム製シールパッド上の硬質成形品や湾曲弾性成形品は、基板上に射出成形して一体化した後、シールリングを配置する煩雑な作業が省略でき、後工程の自動組み合わせが容易となる。 。

2) 2色射出成形

2色射出成形とは、2つの異なる色のプラスチックを同じ金型に注入する成形方法のことです。プラスチックを 2 つの異なる色に見せたり、プラスチック パーツに規則的なパターンまたは不規則なモアレ パターンを表示したりすることができ、プラスチック パーツの使いやすさと美観を向上させることができます。

プロセスの特徴:

(1) コア材に低粘度材料を使用することができ、射出圧力を低減できます。
（２）環境保護への配慮から、芯材には再生副材を使用することが可能です。
(3) 厚手の製品では革層に柔らかい素材を使用し、芯材には硬い素材を使用するなど、使用特性に応じて使い分けます。あるいは、重量を軽減するためにコア材料に発泡プラスチックを使用することもできます。
(4) 低品質のコア材料を使用してコストを削減できます。
（５）表皮材や芯材には、電磁波防止性、高導電性等の特殊な表面特性を有する高価な材料を使用することができる。これにより、製品のパフォーマンスが向上します。
(6) スキン材とコア材を適切に組み合わせることで、成形品の残留応力を低減し、機械的強度や製品表面性を向上させることができます。

3) マイクロフォーム射出成形プロセス

マイクロフォーム射出成形プロセスは、革新的な精密射出成形技術です。製品は細孔の拡大によって充填され、より低い平均圧力下で製品の成形が完了します。

マイクロセルラーフォームの成形プロセスは 3 つの段階に分けることができます。

まず、超臨界流体（二酸化炭素または窒素）をホットメルト接着剤に溶解して単相溶液を形成します。次に、スイッチ ノズルを介して、より低い温度と圧力で金型キャビティに射出されます。温度と圧力の低下によって引き起こされる分子の不安定性により、生成物中に多数の気泡核が形成されます。これらの気泡核は徐々に成長して小さな穴を形成します。

プロセスの特徴:

(1) 精密射出成形。
(2) 従来の射出成形の多くの限界を突破します。ワークの大幅な軽量化と成形サイクルの短縮が可能です。
(3) ワークの反り変形や寸法安定性が大幅に向上します。

応用：

車のダッシュボード、ドアパネル、エアコンダクトなど

4) ナノ射出成形(NMT)

NMT（Nano Molding Technology）とは、金属とプラスチックをナノテクノロジーで複合化する手法です。金属表面をナノ加工した後、金属表面にプラスチックを直接射出することで金属とプラスチックを一体成形することができます。ナノ成形技術は、プラスチックの位置に応じて 2 種類のプロセスに分けられます。

(1) プラスチックは非外観面を一体成型しています。
（２）外面はプラスチックで一体成形されている。

プロセスの特徴:

(1) 製品は金属的な外観と質感を持っています。
(2) 製品の機械部品の設計を簡素化し、CNC 加工に比べて製品を軽量、薄型、短く、小型化し、コスト効率を高めます。
(3) 製造コストの削減と高い接着強度により、関連する消耗品の使用率を大幅に削減します。

適用金属・樹脂材質：

(1) アルミニウム、マグネシウム、銅、ステンレス、チタン、鉄、亜鉛メッキ、真鍮。
(2) 1000～7000シリーズを含め、アルミ合金の適応性が強い。
(3) 樹脂としては、PPS、PBT、PA6、PA66、PPAなどが挙げられます。
(4) PPS は特に強力な接着強度（3000N/c㎡）を持っています。

応用：

携帯電話ケース、ノートパソコンケースなど

中空成形、吹込み成形

ブロー成形とは、押出機から押し出された溶融した熱可塑性プラスチック原料を金型に固定し、空気を吹き込むことです。溶融した原料は空気圧の作用で膨張し、金型キャビティの壁に付着します。最後に冷却固化させて目的の製品形状にする方法です。ブロー成形にはフィルムブロー成形と中空ブロー成形の2種類があります。

1) フィルムブロー

フィルムブローとは、溶融プラスチックを押出機ヘッドのダイの環状隙間から円筒状の細い管に押し出すことです。同時にミシンヘッドの中心穴から細管の内腔に圧縮空気を吹き込みます。細い管を吹き込んで直径を大きくした管状フィルム（通称バブルチューブ）を作り、冷却後にコイル状に巻きます。

2) 中空ブロー成形

中空ブロー成形とは、金型キャビティ内に密閉されたゴム状パリソンをガス圧により膨張させて中空の製品を形成する二次成形技術です。中空のプラスチック製品を製造する方法です。中空ブロー成形はパリソンの製造方法によって押出ブロー成形、射出ブロー成形、延伸ブロー成形などがあります。

1))押出ブロー成形：チューブ状のパリソンを押出機で押し出し、金型キャビティにクランプし、熱いうちに底部をシールします。次に、圧縮空気をチューブ素材の内部空洞に流し、吹き付けて成形します。

2))射出ブロー成形：パリソンは射出成形により得られるものを使用する。パリソンは金型のコアに残ります。ブロー金型で金型が閉じられた後、圧縮空気がコア金型を通過します。パリソンは膨張、冷却され、型から外された後に製品が得られます。

アドバンテージ：

製品の肉厚は均一で、重量公差が小さく、後加工が少なく、無駄なコーナーが小さい。

少量の精製製品を大量バッチで生産するのに適しています。

3))延伸ブロー成形：延伸温度まで加熱されたパリソンをブロー金型に配置します。ストレッチロッドで縦方向に延伸し、圧縮空気を吹き込んで横方向に延伸することにより製品が得られます。

応用：

(1) フィルムブロー成形は主にプラスチックの薄い金型を作るために使用されます。
（2）中空ブロー成形は主に中空プラスチック製品（ボトル、包装樽、じょうろ、燃料タンク、缶、玩具など）の製造に使用されます。

押出成形

押出成形は主に熱可塑性プラスチックの成形に適していますが、一部の熱硬化性プラスチックや流動性の良い強化プラスチックの成形にも適しています。成形プロセスは、加熱および溶融した熱可塑性プラスチック原料を回転スクリューを使用してヘッドから必要な断面形状に押し出します。その後、シェイパーで整形し、クーラーで冷却固化し、必要な断面形状の製品となります。

プロセスの特徴:

(1) 設備コストが安い。
(2) 操作が簡単で、工程管理が容易で、連続自動生産を実現するのに便利です。
(3) 生産効率が高い。
(4) 製品の品質は均一で緻密です。
(5) マシンヘッドの金型を交換することで、様々な断面形状の製品や半製品を成形することができます。

応用：

製品設計の分野では、押出成形は高い応用力を持っています。押出製品の種類には、パイプ、フィルム、ロッド、モノフィラメント、フラットテープ、ネット、中空容器、窓、ドアフレーム、プレート、ケーブル被覆材、モノフィラメント、その他の特殊な形状の材料が含まれます。

カレンダー加工（シート、フィルム）

カレンダー加工は、プラスチック原料を一連の加熱ローラーに通し、押出と延伸の作用の下でフィルムまたはシートに接続する方法です。

プロセスの特徴:

利点:

(1) 製品品質が良く、生産能力が大きく、自動連続生産が可能です。
(2) 欠点: 装置が巨大で、高精度が要求され、多くの補助装置が必要であり、製品幅はカレンダーのローラーの長さによって制限されます。

応用：

主にPVCソフトフィルム、シート、人工皮革、壁紙、床革などの製造に使用されます。

圧縮成形

圧縮成形は主に熱硬化性プラスチックの成形に使用されます。圧縮成形は、成形材料の特性や加工設備・技術の特性により、圧縮成形と積層成形の2種類に分けられます。

1) 圧縮成形

熱硬化性プラスチックや強化プラスチックの主な成形方法は圧縮成形です。このプロセスは、指定された温度に加熱された金型内で原材料を加圧し、原材料が溶けて流動し、金型キャビティに均一に充填されるようにします。原料を熱と圧力の条件下で一定時間放置すると製品が形成されます。圧縮成形機はこのプロセスを使用します。 

プロセスの特徴:

成形品は質感が緻密で、サイズが正確で、外観が滑らかで滑らかで、ゲートマークがなく、安定性が優れています。

応用：

工業製品の成形品としては、電気機器（プラグ、ソケット）、鍋の取っ手、食器の取っ手、ボトルのキャップ、トイレ、割れない食器（メラミン皿）、プラスチックの彫刻ドアなどが挙げられます。

2) 積層成形

積層成形とは、シートや繊維状の材料をフィラーとして、加熱・加圧条件下で同種または異種の材料を2層以上組み合わせて全体を成形する方法です。

プロセスの特徴:

積層成形の工程は、含浸、プレス、後加工の3段階から構成されます。主に強化プラスチックシート、パイプ、ロッド、模型製品の製造に使用されます。質感は緻密で、表面は滑らかできれいです。

圧縮射出成形

圧縮射出成形は、トランスファー成形としても知られる圧縮成形に基づいて開発された熱硬化性プラスチックの成形方法です。このプロセスは射出成形プロセスと似ています。圧縮射出成形中、プラスチックは金型の供給キャビティ内で可塑化され、ゲート システムを通ってキャビティに入ります。射出成形は、射出成形機のバレル内で可塑化されます。

圧縮射出成形と圧縮成形の違い: 圧縮成形プロセスは、最初に材料を供給してから金型を閉じることですが、射出成形では通常、材料を供給する前に金型を閉じる必要があります。

プロセスの特徴:

利点: (圧縮成形と比較)

(1) プラスチックはキャビティに入る前に可塑化されており、複雑な形状、薄肉または肉厚の大きな変化、および微細なインサートを備えたプラスチック部品を製造できます。
(2) 成形サイクルの短縮、生産効率の向上、プラスチック部品の密度・強度の向上。
(3) プラスチック成形前に金型を完全に閉じているため、パーティング面のバリが非常に薄く、プラスチック部品の精度が確保しやすく、表面粗さも低い。

欠点:

(1) 供給チャンバー内には原料の一部が常に残り、原料の消費量が比較的多くなります。
(2) ゲート跡のトリミングにより作業負担が増加します。
（３）圧縮成形よりも成形圧力が大きく、圧縮成形よりも収縮率が大きい。
(4) 金型の構造も圧縮金型に比べて複雑になります。
(5) 圧縮成形に比べて加工条件が厳しく、操作が難しい。

回転成形

回転成形とは、プラスチック原料を金型に加え、金型を垂直 2 軸に沿って連続的に回転させながら加熱することです。重力と熱エネルギーの作用により、金型内のプラスチック原料は徐々に均一にコーティングされ、溶融し、金型キャビティの表面全体に付着します。必要な形状に成形し、冷却して成形し、脱型して製品が得られます。

アドバンテージ：

(1) より多くの設計スペースを提供し、組み立てコストを削減します。
(2) 改造が簡単で低コストです。
(3) 原材料を節約する。

応用：

水球、フロートボール、小型プール、自転車のシートパッド、サーフボード、機械のケーシング、保護カバー、ランプシェード、農業用噴霧器、家具、カヌー、キャンピングカーの屋根など。

8、プラスチックドロップ成形

ドロップ成形は、可変状態特性、つまり、特定の条件下での粘性流、および室温で固体状態に戻る特性を備えた熱可塑性ポリマー材料の使用です。そして、適切な方法と特別なツールを使用してインクジェットを行います。粘性流動状態で必要に応じて設計形状に成形し、室温で固化させます。技術プロセスは主に 3 つの段階で構成されます: 接着剤の計量、プラスチックの滴下、冷却および固化。

アドバンテージ：

(1) 透明性、光沢性に優れています。
(2) 耐摩擦性、防水性、防汚性などの物理的特性を備えています。
(3)独特の立体感があります。

応用：

ビニール手袋、風船、コンドームなど

ブリスター形成

真空成形とも呼ばれるブリスター成形は、熱可塑性熱成形法の 1 つです。真空成形機のフレームにシートまたはプレート材料をクランプすることを指します。加熱軟化後、金型の端にある空気通路を通って真空により金型に吸着されます。短時間冷却した後、プラスチック成形品が得られます。

プロセスの特徴:

真空成形法には主に、凹型真空成形、凸型真空成形、凹凸型連続真空成形、バブル吹き込み真空成形、プランジャー押し下げ真空成形、ガスバッファー装置を使用した真空成形などがあります。

アドバンテージ：

装置は比較的シンプルで、金型は圧力に耐える必要がなく、金属、木、石膏で作ることができ、成形速度が速く、操作も簡単です。

応用：

食品、化粧品、電子機器、ハードウェア、玩具、工芸品、医薬品、ヘルスケア製品、日用品、文具などの業界の内外包装に広く使用されています。使い捨てカップ、各種カップ型カップ等、リードトレイ、苗トレイ、生分解性ファーストフード箱。

スラッシュ成形

スラッシュ成形とは、一定の温度に予熱した金型（凹型または雌型）にペースト状のプラスチック（プラスチゾル）を流し込む成形です。金型キャビティの内壁に近いペーストプラスチックは熱によりゲル化し、ゲル化していないペーストプラスチックを流し出します。金型キャビティの内壁に貼り付けたペースト状のプラスチックを熱処理（焼き付け、溶融）し、冷却して金型から中空の製品を得る方法。

プロセスの特徴:

(1) 設備コストが低く、生産スピードが速い。
(2) 工程管理は簡単ですが、製品の厚み精度、品質（重量）が劣ります。

応用：

主に高級車のダッシュボードや、高い手触りと視覚効果を必要とする製品、スラッシュプラスチックのおもちゃなどに使用されます。