プラスチック加工 VS プラスチック射出成形、どちらの方法が最適ですか?

設計から部品作成に移行するときは、部品の製造方法を決定する必要があります。最良のケースは、設計プロセス中にこれを考慮し、設計がプロセスの 1 つに合わせて最適化されていることです。開発ライフサイクルでは、正しい選択が実際には変わる可能性があることを忘れないでください。 2 つの一般的な方法は、CNC 機械加工と射出成形です。この 2 つを選択する場合、それぞれに長所と短所があります。

このブログでは、プラスチック射出成形または精密プラスチック加工を使用する決定に影響を与える要因について説明します。

精密プラスチック加工と射出成形のプロセス

CNC 加工:

通常、CNC 加工は必要な材料の一部から始まり、材料層を一度に 1 つずつ正確に除去します。このプロセスにより、ほとんど制限なく多くの異なる材料を使用できます。さらに、コンピューターによって制御されるため、非常に正確な公差を実現できます。

射出成形:

名前が示すように、このプロセスでは金型に材料を注入します。これは、原材料を溶かし、高圧で金型に押し込むことによって行われます。その後、成形品は金型内で冷却され、金型から取り出されます。次のセクションでこのプロセスを繰り返します。

射出成形の利点と欠点

射出成形と CNC 機械加工を比較対照するには、まず射出成形の長所と短所を理解する必要があります。以下は、CNC 機械加工と射出成形の長所と短所の詳細な紹介であり、次の試作品または部品生産に最適な選択を行うのに役立ちます.

射出成形の利点

ほぼ同一の部品を多数製造する場合、ほとんどの製造業者は射出成形を選択します。このプロセスは、おもちゃから車のエンジン部品まで、成形可能なプラスチックで大量生産する必要があるあらゆるものをサポートします。

射出成形ではさまざまな材料が提供され、高性能プラスチック部品の需要を満たすために、より多くの材料が定期的に作成されています。 CNC 機械加工では、TPE やゴム材料を必要とする柔らかい部品に対応できませんが、射出成形では対応できます。

射出成形の欠点

バッチが大きい場合、単一の射出成形の価格は低くなります。射出成形用の実際の金型の製造に関連するコストは、初期費用を押し上げます。ガラス繊維強化プラスチックなどの特定の材料では、増加した圧力に対処するために硬化工具鋼で作られた金型が必要です。

射出成形のもう 1 つの欠点は、部品交換に関連するコストであり、通常は新しいツールや金型の製造が必要になります。さらに、金型は 2 つの半分で構成されており、射出のために一緒に配置する必要があり、潜在的な表面欠陥につながります。射出システムは材料に気泡を導入し、さらなる欠陥を引き起こします.

特に部品の大量生産において、射出成形を使用する多くの正当な理由があります。製品の用途、材料の仕様、必要な数量によっては、CNC 機械加工が高品質のプラスチック部品を購入するためのより良いソリューションとなる場合があります。

あなたに適したプロセスはどれですか?

一般的に言えば、これは複数の異なる特性間のトレードオフと見なすことができます。速度、量、材料、公差/表面仕上げ、およびデザイン。これらのそれぞれは、あるプロセスと別のプロセスを使用するゲート製造である可能性があり、製造するために部品の変更が必要になることさえあります.

速度:

これは最も簡単です。部品点数が少ない場合は、CNC 加工が最も高速です。 2 週間で 10 個の部品が必要な場合は、CNC 加工が唯一の解決策かもしれません。 4 か月で 50,000 個の部品が必要な場合は、射出成形が最適です。射出成形では、金型を作成し、部品が許容範囲内であることを確認するのに時間がかかります。これには数週間から数か月かかる場合があります。これが完了すると、金型を使用してパーツを作成するプロセスが非常に高速になります。射出成形への先行投資は、大きな利益をもたらします。

ボリューム:

これが時間とは何の関係もないことを見てみましょう。代わりに、ここでの主な焦点は各部品の価格です。どちらが安いかは量によって異なります。何百もの部品が必要な場合は、CNC の方が安くなります。価格から定量的なメリットが得られますが、通常、数個から数百個が表示されます。より大きなボリュームでは、ボリュームから追加の利点は得られません.これは、製造された部品の数に基づいてセットアップ コストを割り当てることです。

射出成形部品の各部品の実際のコストは、機械加工部品よりもはるかに安価です。残念なことに、射出成形の場合、金型の作成にはかなりの初期費用がかかる可能性があります。この比率は、各部品のコストを決定するために、製造された部品の数に分散されます。ある程度の量であれば、金型のイニシャルコストが高くても、射出部品の方が機械加工部品よりも安価です。より多くの部品が製造されるほど、コストギャップは大きくなります。この交差は、100 パーツから約 5000 パーツまで発生する可能性があります。

素材:

CNC 機械加工により、部品の製造に使用できる材料の選択肢が増えます。高性能プラスチックまたは特定のプラスチックが必要な場合、これは非常に重要な決定要因になる可能性があります。一般的に言えば、硬いプラスチックは柔らかい材料よりも加工が容易です

射出成形部品の場合、材料の選択がより制限される場合があります。射出成形用の高性能材料がますます検討されています。 Solvay は、さまざまな成形可能なプラスチックを扱う企業の 1 つです。加工できない素材もありますが、成形は可能です。ゴムやその他の柔軟な素材がこのカテゴリに分類されます。

公差/表面仕上げ:

この利点は、CNC 加工に再び反映されます。ほとんどの材料では、より厳しい公差を維持することができ、より優れた表面仕上げを得ることができます。射出成形の利点の 1 つは、バッチ間の再現性です。金型は、最小限の摩耗で何百万もの部品に耐えることができます。これにより、バッチ間で部品をほぼ同じにすることができます。 CNC 機械加工では、各部品が作成される機械に配置され、より多くのバリエーションが見られます。

デザイン

カスタム プラスチック パーツの設計が近い将来変更される場合、高価な金型に投資するのは経済的に非効率的です。設計を変更する場合は、部品を機械加工することをお勧めします。使用されなくなった金型に何千ドルも費やすのを避けることができるだけではありません。いつでもデザインを変更できるという利点があります。ご存知のように、プラスチック加工はより柔軟な製造プロセスです。

場合によっては、これら 2 つのプロセスを連続して使用できることに注意してください。パーツ アプリケーションにストック コンポーネントが含まれる場合、そのコンポーネントには追加機能または代替機能 (アップグレードされた車のオプションなど) も提供する必要があります。金型のコストを最小限に抑える手法は、ベンチマーク 金型を処理して、可能な限り多くのベース部品は、追加の機能を含めるために再加工されます。既存の金型の再加工は、新しい金型を作成するよりも費用対効果が高く、必要に応じて成形インサートを使用して部品設計を簡単に変更できます。

ご覧のとおり、機械加工と射出成形の間の決定は容易ではありません。公差、価格、および設計機能に関して特定の利点が必要な場合は、部品の主な機能が射出成形である 2 ステップの操作を検討し、最終ステップを実行するために二次加工オプションを完了する必要がある場合があります。これは、2 つのプロセスの利点を組み合わせた一般的な手法です。