最適な射出成形パフォーマンスを実現する最高の材料

射出成形において材料の選択が重要なのはなぜですか?

射出成形は、複雑で大量の製品の生産を可能にする、広く使用されている製造プロセスです。ただし、部品の有効性は選択した材料によって異なります。この記事では、射出成形で最も一般的に使用されるいくつかの材料を紹介し、材料の選択プロセスを検討します。

射出成形に使用するプラスチックの種類は、部品の品質、性能、コストに大きな影響を与えます。選択した材料は、機械的強度、耐久性、耐薬品性、熱安定性など、特定の用途に適した特性を備えている必要があります。

さらに、成形プロセスを確実に成功させるには、メルトフロー特性、収縮、反り傾向などの要因を考慮する必要があります。材料の種類は、加工の容易さ、サイクルタイム、工具要件、全体的な生産効率にも影響します。

射出成形ではどのような材料が一般的に使用されますか?

射出成形では、熱可塑性プラスチック、エラストマー、その他のプラスチックが最も一般的に使用されます。各クラスの材料は、さまざまな用途に適した独自の特性を示します。次のセクションでは、これらの各カテゴリの最も一般的なマテリアルについて説明します。 Protolabs Network は、以下にリストされている各資料を提供しており、ご要望に応じてさらに多くの資料を調達することもできます。

射出成形ではどのような熱可塑性プラスチックが一般的に使用されますか?

熱可塑性プラスチックは、重大な劣化を引き起こすことなく、何度も溶融、冷却、固化することができるため、射出成形に使用されます。これにより、複雑な形状を効率的かつコスト効率よく製造できるほか、リサイクルや再利用も容易になります。

ここでは、射出成形に最も一般的に使用される熱可塑性プラスチックをいくつか紹介します。

ABS (アクリロニトリルブタジエンスチレン)。 耐衝撃性と優れた電気絶縁特性で知られる軽量の熱可塑性プラスチック。耐低温性も優れているため、自動車部品、玩具、電子機器の筐体など幅広い用途に適しています。 ABS フォールは射出成形で最も一般的に使用される材料であり、特に添加剤が使用されていない場合には最も手頃な価格の 1 つです。
PP (ポリプロピレン)。 耐湿性、優れた耐薬品性、耐低温性を備えた軽量の熱可塑性プラスチック。包装、玩具、家庭用品などによく使用されます。 PP は一般に、射出成形にとってコスト効率の高い材料です。
体育 (ポリエチレン)。 射出が容易な軽量の熱可塑性プラスチックで、耐湿性、優れた電気絶縁性、耐低温性を備えています。包装、玩具、家庭用品などに使用されます。 PE は一般に、Protolabs Network の顧客によってよく使用されるコスト効率の高い材料です。
パソコン (ポリカーボネート)。 高い衝撃強度、良好な耐熱性、優れた電気絶縁特性を備えた透明な熱可塑性プラスチック。電子部品、安全メガネ、医療機器などによく使用されます。 PC はその優れた特性により、高コストの材料とみなされます。
パ (ナイロン/ポリアミド)。 優れた耐疲労性と耐熱性を備えた、強力で耐摩耗性の熱可塑性プラスチック。機械部品、歯車、電気部品などの用途に適しています。 PA はその優れた特性により、高コストの材料とみなされます。
HDPE (高密度ポリエチレン)。 耐湿性と耐薬品性に優れた軽量の熱可塑性プラスチック。耐低温性も備えています。ただし、ABSやPCなどの材料ほど強度はなく、射出成形プロセス中に反ったり収縮したりする傾向があります。 HDPE は、包装、玩具、家庭用品に応用されています。コストが高くなる傾向があります。
PMMA (ポリメチルメタクリレート)。 優れた耐候性と光学的透明性を備えた透明な熱可塑性プラスチックで、複雑な形状に容易に成形でき、寸法安定性も良好です。ただし、強力な化学物質や高温への曝露など、特定の条件下では傷や亀裂が発生しやすくなります。自動車部品、照明器具、ディスプレイなどによく使用されます。 PMMA は中程度のコスト範囲内にあります。
ピーク (ポリエーテルエーテルケトン)。 高温耐性、耐薬品性、機械的強度、電気絶縁特性で知られる高性能熱可塑性プラスチック。 PEEK は優れた耐薬品性も備えており、高温や過酷な環境に耐えることができます。航空宇宙、医療機器、電気部品などに広く使用されています。 PEEK は、特に ABS や PP と比較した場合、その優れた特性により高価な素材です。
HIPS (耐衝撃性ポリスチレン)。 優れた寸法安定性を示す、軽量で剛性の高い熱可塑性プラスチック。低コストで知られており、包装、玩具、電気部品などに応用されています。 HIPS は、さまざまな消費者製品に適した汎用性の高い素材であり、中程度のコスト範囲に収まります。
LDPE (低密度ポリエチレン)。 軽量で柔軟性があり、耐薬品性と耐低温性に優れた熱可塑性プラスチック素材です。包装、玩具、家庭用品などによく使用されます。 LDPE は、柔軟性と耐久性が必要なアプリケーションにとって、コスト効率の高い材料の選択肢です。
PBT (ポリブチレンテレフタレート) 優れた寸法安定性、耐薬品性、衝撃強度で知られる熱可塑性プラスチック素材。電気部品や自動車部品によく使用されます。 PBT は中程度のコスト範囲内にあります。
ポム (ポリオキシメチレン/アセタール)。 低摩擦、優れた寸法安定性、高い機械的強度、耐薬品性を備えた熱可塑性プラスチック。機械部品、電気部品、歯車などに応用されています。 POMは高コストの材料です。
PPS (ポリフェニレンサルファイド)。 高温耐性、耐薬品性、寸法安定性で知られる高性能熱可塑性プラスチック。電気部品や自動車部品に応用されています。 PPS は、その優れた特性により、高コストの材料とみなされます。
PVC (ポリ塩化ビニル)。 優れた耐薬品性と電気絶縁特性を備えた軽量の熱可塑性プラスチック。パイプ、電気ケーブル、床材などによく使用されます。 PVC は一般に低コストの素材です。

射出成形ではどのようなエラストマーが一般的に使用されますか?

シリコーンなどのエラストマーや、TPE、TPUなどの熱可塑性エラストマーは、優れた柔軟性と弾性特性を示すため、射出成形に使用されます。大きく変形しても元の形状に戻ることができるため、弾力性、クッション性、シール性が求められる製品の製造に適しています。
ただし、エラストマーを扱う場合は、部品の収縮や抜き勾配に影響を与える可能性があるため、部品に必要なショア硬度を知ることが重要です。これに関する詳細については、以下の画像を参照してください。

ここでは、射出成形に最も一般的に使用されるエラストマーをいくつか紹介します。

シリコンです。耐熱性、耐薬品性、柔軟性に優れたエラストマー素材です。医療機器、自動車部品、消費者製品に応用されており、その特殊な特性により比較的高価です。
それはTPE（熱可塑性エラストマー）。 ゴムとプラスチックの特性を併せ持つ熱可塑性エラストマー。柔軟性、耐薬品性に優れ、コスト効率にも優れています。 TPE は医療機器、消費者製品、自動車部品に応用されており、適度なコストがかかります。
TPU （熱可塑性ポリウレタン）。 柔軟性、耐薬品性、耐摩耗性に優れていることで知られる熱可塑性エラストマー。履物、自動車部品、医療機器などに広く使用されています。 TPU は中程度のコスト範囲内にあり、製造用途に多用途性を提供します。

射出成形では他にどのような材料が一般的に使用されますか?

場合によっては、特定のアプリケーションでは、より特殊なプロパティが必要になることがあります。このような場合、メーカーは多くの場合、UHMW などの他のタイプの材料に目を向けます。

超巨大 (超高分子量ポリエチレン)。 優れた耐摩耗性と耐薬品性を備えた軽量の熱可塑性材料。ベアリング、ギア、機械部品など、低摩擦が要求される用途によく選ばれます。 UHMW は、その特殊な特性により、高コストの材料とみなされます。

射出成形用の材料を選択する際に、他にどのような要素を考慮する必要がありますか?

射出成形用の材料を選択するときは、材料の特性を比較検討することに加えて、次の点を考慮することをお勧めします。

それは環境への配慮。 パーツが極端な温度、湿気、紫外線、または高圧や炎などのその他の要因にさらされる場合は、必ず環境に適した材料を選択してください。
費用対効果 高性能材料は望ましい特性を提供する可能性がありますが、コストを評価することが不可欠です。射出成形では、大量生産する場合にスケールメリットが得られることに留意してください。
美的考慮事項 外観が重要な場合は、希望の色、透明度、または表面仕上げ特性を持つ素材を選択する必要があります。
後処理。 射出成形部品の望ましい最終的な外観、質感、または機能要件を達成するために、表面仕上げ、塗装、コーティングなどの追加の後処理ステップの必要性を評価します。
規制の遵守。 意図された用途のために材料が満たすべき、関連する業界標準、規制、または認証を考慮してください。