ウレタン鋳造：材料、色、透明性、一般的な用途
ウレタン鋳造は、剛性またはゴムのようなプラスチック部品を製造するための低コストの成形プロセスです。プロトタイプや特定の最終用途の部品に適したウレタン鋳造は、高価なハードツーリングを必要とせず、代わりにシリコンモールドを使用して限られた数の鋳造を行います。
ウレタン鋳造に関しては、お客様にはいくつかの選択肢があります。剛性または柔軟性のある部品の選択に加えて、製造中または製造後に鋳造物に簡単に色を追加でき、透明な材料を使用して透明な電子機器のケーシングやプレゼンテーションボックスなどのアイテムを作成することもできます。
この記事では、ウレタン鋳造の重要な側面のいくつかについて説明します。それは、使用できる材料の種類、鋳造部品に色や透明度を追加する方法、およびウレタン鋳造が適切な使用技術である場合の例です。
ウレタンキャスティングとは何ですか？
ウレタン鋳造は、部品の短期バッチ用の生産品質の製造プロセスです。射出成形に似ていますが、使用される工具は金属ではなく柔らかくて柔軟性があります。このため、ウレタン鋳造は、特に少量生産の場合、射出成形よりもはるかに費用効果が高く、リードタイムが短くなります。
ウレタン鋳造は、一般的に射出成形部品よりも強度が低いが、優れた表面仕上げを備えた部品を製造します。これらの高品質の部品は、かなり厳しい公差で製造でき、最小限の後処理で済みます。
ウレタン鋳造プロセスは次のようになります：
- ポジティブマスターパターンを取得するか、ステレオリソグラフィー3D印刷やCNC機械加工などの手法を使用して作成します。
- 完全に硬化したシリコンモールドを半分にカットし、マスターパターンを削除します。
ウレタン鋳造は、真空鋳造またはウレタン成形と呼ばれることもあります。ただし、ウレタン部品を製造するために必ずしも真空手順を適用する必要はありません。
シリコーン型の製造プロセスの詳細については、シリコーン型の製造方法に関する記事をお読みください。
ウレタン鋳造材料
ウレタン鋳造は、たとえば、CNC機械加工（幅広い熱可塑性ポリマーと互換性があります）と比較した場合、膨大な数の材料オプションを提供しません。ただし、2種類のウレタンキャスト樹脂で機能するため、メーカーは製品開発における柔軟性の重要な要素を得ることができます。
部品がその最終用途に応じて剛性またはエラストマー材料を必要とするかどうかはかなり明白であるはずです。剛性はほとんどの機械的機能に不可欠ですが、弾性は衝撃吸収、グリップ、およびその他の用途に役立ちます。
リジッド
ショアDウレタンは、多くの場合丈夫で耐久性のある硬質ウレタンプラスチックのグループであり、エンクロージャー、ケース、家電製品、おもちゃ、パッケージ、レンズ、医療および科学機器、パネルなどの最終部品に使用できます。
エラストマー
ショアAウレタンは、柔軟性があり、耐衝撃性に優れた軟質およびウレタンプラスチックのグループです。それらはゴムと物理的性質を共有します。これらのウレタンは、ラバーグリップとスキン、オーバーモールド、ボタンとキーパッド、ケーブルコネクタ、さらにはラバーブーツなどのアイテムに使用できます。
カラーウレタンキャストパーツ
ウレタンキャスティングは幅広い素材の選択肢を提供していませんが、キャストインカラーを含む優れたカラーリングオプションを提供します。
これにより、ウレタン鋳造は、企業の企業の配色と一致する必要のあるおもちゃ、消費財、およびブランド製品に適した選択肢になります。また、研究開発部門がさまざまな色の製品のプロトタイプを作成することもできます。
キャストインカラー
ウレタンは液体の形でシリコーン型に注入されるため、液体混合物に顔料を加えるのは比較的簡単です。
着色されたウレタン部品にこのアプローチを採用すると、いくつかの利点があります。適用された色は、表面だけでなく、成形品全体でプラスチックと混合されるため、欠けたり剥がれたりすることはありません。さらに、パーツの表面テクスチャには影響しません。これは、一部のアプリケーションにとって重要な場合があります。
一方、鋳造前にウレタンに添加する染料の正しい量を確立することは難しい場合があるため、正しい色相が見つかる前にテスト鋳造物を廃棄する必要がある場合があります。
絵画
鋳造が完了した後、部品の表面に塗料を塗る形で、ウレタン部品に色を塗ることもできます。
ウレタン部品を塗装することで、メーカーはより幅広い色にアクセスでき、光沢レベルを調整できます。ペイントを使用して、パーツの表面テクスチャを滑らかにすることもできます。さらに、高品質の塗料は、内部の顔料よりも紫外線にさらされた後に色あせする可能性が低くなります。
ウレタン部品の塗装の欠点は、塗装に欠けや傷がつきやすいことです。また、製造プロセスに追加のステップ全体が必要になり、プロジェクト全体の予算が増加します。
透明なウレタン鋳造部品
ウレタンの利点の1つは、透明な配合で入手できることです。透明樹脂は、電子機器の筐体、レンズ、照明部品などに役立ちます。
ほとんどの場合、透明な部品に真空チャンバーを使用して気泡を除去します。そうしないと、透明な鋳造部品の外観が低下します。
透明な材料は、着色された透明な部分の顔料と混合することもできます。
代替品と比較したウレタン鋳造
ウレタンキャスティングとステレオリソグラフィー
ウレタン鋳造と同様に、透明な部品を作成するためのもう1つの一般的な製造プロセスは、レーザーベースの積層造形（3D印刷）プロセスであるステレオリソグラフィー（SLA）です。 SLAは、歯科、宝飾品製造、および詳細な透明部品を必要とするその他の分野で使用されます。
SLAは、ウレタン鋳造よりも複雑な形状と微細な機能を生み出すことができます。結局のところ、ウレタン鋳造ではマスターパターンにSLA印刷されたパーツが使用されることがあり、成形および鋳造後にディテールがいくらか失われます。
ただし、パーツのコピーが複数必要な場合は、ウレタン鋳造の方が適している場合があります。さらに、SLA樹脂に顔料を添加することはできませんが、ウレタンを鋳造することはできます。
ウレタン鋳造とCNC機械加工
ウレタン鋳造とCNC機械加工は大きく異なる製造技術ですが、同様の部品を製造するために使用されることもあります。どちらも、たとえばエンクロージャーのような剛性のあるプラスチック部品を作ることができ、どちらも少量生産に適しています。
CNC機械加工は、ウレタン鋳造よりもはるかに正確であり、より詳細な機能を作成できます。また、ウレタン鋳造とは異なり、さまざまな材料と互換性があります。
ウレタン鋳造プロセスは、どのボリュームでもはるかに安価ですが、特に複数のユニットが必要な場合はそうです。
ウレタン鋳造と射出成形
ウレタン鋳造と射出成形のプロセスには多くの類似点がありますが、主な違いは金型の材質です。ウレタン鋳造には柔らかいシリコーン型がありますが、射出成形には金属工具が必要です。
射出成形は、中規模から大規模の注文量や、より強力にする必要のある部品にはるかに適しています。
少量を扱う場合、高価な金属工具が必要ないため、ウレタン鋳造は射出成形に代わる優れた低予算の代替品です。
ウレタンキャスティングアプリケーション
ウレタンキャスティングはプロトタイピングに広く使用されていますが、特定の最終用途に適した生産品質のプロセスでもあります。ウレタン鋳造部品は特に強度はありませんが、他の望ましい品質を備えているためです。
医療機器
食品安全製品と同様に、医療機器は、毒性のない材料が含まれているため、ウレタン鋳造の恩恵を受けることができます。
ただし、すべてのキャスタブルウレタンが生体適合性があるわけではないことを覚えておくことが重要です。
ハウジングとエンクロージャー
着色と透明性のオプションにより、ウレタン鋳造は、家電製品やカスタム医療機器などのアイテムのハウジングやエンクロージャーの製造に適しています。
ウレタン鋳造でオーバーモールドを実現することが可能であり、これは、例えば、ゴム引きシェル内に電子部品を設置するのに役立つ可能性がある。
スポーツ用品
一部のポリウレタンは、小さなホイール、ダンベルグリップ、水中コンポーネント、ヘルメットパッドなどのスポーツ用品の製造に適しています。
少量生産部品
ウレタンキャスティングは、最大20ユニットのバッチでの少量生産に定期的に使用されます。これは、自動車のバンパーのように、金属工具で機械加工または成形するのに非常に費用がかかる大きな部品に特に役立ちます。
プロトタイプ
その速度と低コストのために、ウレタンキャスティングはさまざまなプロトタイピングタスクに対してかなり用途の広いソリューションです。射出成形を使用して最終的に大量生産される部品のプロトタイプを作成するために使用できます。
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