キャストvs射出成形

製品またはコンポーネントの材料の選択を検討している製品設計者は、選択を行う際に製造プロセスを念頭に置く必要があります。 2つの一般的な製造プロセスは、射出成形と鋳造成形です。射出成形は、液体状態のときに高圧下で材料を金型に導入するプロセスです。一方、鋳造成形では、重力を利用して材料を金型に導入します。これらの各プロセスは製造において重要な役割を果たしますが、設計上の決定を行う際に考慮しなければならない違いがあります。以下は、キャストウレタンと射出成形の最も重要な違いのいくつかです。

素材の互換性

これらの製造プロセスはそれぞれ、一連の材料に合わせて最適化されています。液体状態で非常に低い粘度の材料を必要とする射出成形の場合、ABS、ポリプロピレン、TPU、ポリエチレンなどの熱可塑性材料が一般的に使用されます。それらの低粘度は、材料が形をとることを可能にします。キャスト成形では、ほとんどの場合、熱硬化性ポリウレタンの場合と同様に、材料が硬化すると不可逆的に成形される熱硬化性材料が使用されます。

それらの化学的性質により、熱硬化性エラストマーと熱可塑性エラストマーは、材料特性に大きな違いを示します。たとえば、熱硬化性ポリウレタンは、熱可塑性のいとこであるTPUよりもはるかに広い範囲のデュロメータ、改善された耐摩耗性、および耐薬品性の強化されています。設計中の製品またはコンポーネントの操作に必要な物理的特性は、アプリケーションに適した材料を決定し、次に適切な製造プロセスを決定するのに役立ちます。

工具および製造コスト

射出成形には高圧と温度差があるため、金型のコストが高くなる場合があります。射出成形用のツールは、ほとんどの場合、温度とロジスティクスの流れを調整するための複雑なシステムを含む閉じた金型です。これらの金型は通常、高価な機械加工と仕上げのステップを必要とします。コストがかかるため、射出成形ツールの費用を償却するのに長い時間がかかる場合があり、多くの場合、非常に大量の生産が必要になります。

鋳造成形では、はるかに単純な金型工具を使用する傾向があり、この単純さには通常、はるかに低い金型コストが伴います。鋳造成形では、オープンモールド、クローズモールド、コンプレッションモールド、およびその他の多くのタイプのモールド設計を使用できます。これにより、製品の適切な成形プロセスを設計する際に多くの柔軟性が提供されます。その結果、鋳造成形は、少量から大量の製品に最適なソリューションであることがよくあります。

ラピッドプロトタイピング

目的の材料の製品とコンポーネントを迅速かつ安価にプロトタイピングすることで、製品開発プロセスをスピードアップできます。アプリケーションで材料を検証するのが早ければ早いほど、製品を市場に出すのも早くなります。射出成形プロセスでは、プロトタイピングにハードツールが必要であり、コストとリードタイムが長くなります。さらに、材料がアプリケーションのニーズを満たさない場合は、使用できない高価な金型を使用したり、改造に費用がかかる場合があります。鋳造成形の複雑さが低いため、さまざまな材料で作られた柔らかい金型を使用してプロトタイプを作成することができます。鋳造用のプロトタイプ金型は簡単かつ迅速に作成できるため、迅速で反復的なプロトタイプ作成が可能になります。

RIMについての一言

その結果、このプロセスにより、製品設計者はさまざまな材料、形状、および機能を試すことができます。さらに、高価な生産品質のツールに投資する前に、成形コンセプトを検証できます。反応射出成形RIMは、高圧下で材料を閉じた金型に導入することにより、射出成形と同様のプロセスを採用しています。ただし、RIMは熱硬化性ポリウレタンと組み合わせて使用​​されるため、金型キャビティ内で化学反応を起こすことができます。この技術により、製品設計者は、射出成形の利点のいくつかを享受しながら、はるかに堅牢な材料セットを利用することができます。 RIMは、より大きな部品、複雑な形状、または鋳造プロセスから取得するのが難しい可能性のある独自の表面仕上げを製造するために最もよく使用されます。

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結論

さまざまな製造方法を評価するときは、製品の材料要件、工具および製造コスト、および製造プロセスが製品開発サイクルにどのように適合するかを考慮することが重要です。射出成形と鋳造成形にはそれぞれ長所と短所があり、これらの製造方法を理解することは、製品設計者が材料と設計の決定を行うのに役立ちます。設計プロセスの早い段階で適切な製造プロセスを特定することは、予定どおりの立ち上げとコストのかかる遅延の違いになる可能性があります。