射出成形で最適な性能を発揮するトップ材料

射出成形で材料選定が重要な理由

射出成形は、複雑で大量の製品製造を可能にする広く使用されている製造プロセスです。しかし、部品の有効性は選択する材料に依存します。本記事では、射出成形で最も一般的に使用される材料のいくつかと、材料選定プロセスを検証します。

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、コストに大きく影響します。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持つ必要があります。

さらに、溶融流動特性、収縮、反り傾向などの要因も考慮し、成功する成形プロセスを確保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。

射出成形で一般的に使用される材料は？

熱可塑性樹脂、エラストマー、その他のプラスチックが射出成形で最も一般的に使用されます。各材料クラスは、さまざまな用途に適した独自の特性を示します。以下のセクションでは、各カテゴリーから最も一般的な材料を探ります。Protolabs Networkは以下にリストされたすべての材料を提供しており、リクエストに応じてさらに多くの材料を調達可能です。

射出成形で一般的な熱可塑性樹脂は？

熱可塑性樹脂は、大幅な劣化なしに溶融、冷却、凝固を複数回繰り返せるため射出成形で使用されます。これにより複雑な形状の効率的かつコスト効率の良い生産が可能になり、リサイクルと再利用も促進されます。

射出成形で最も一般的に使用される熱可塑性樹脂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熱可塑性樹脂。低温耐性もあり、自動車部品、玩具、電子機器筐体など幅広い用途に適する。ABSは射出成形で最も一般的に使用される材料の一つで、添加剤を使用しない場合特に安価。
PP（ポリプロピレン）。 耐湿性、優れた耐薬品性、低温耐性を持つ軽量熱可塑性樹脂。包装、玩具、家庭用品に一般的に使用。PPは一般的に射出成形でコスト効率の良い材料。
PE（ポリエチレン）。 射出しやすく、耐湿性、優れた電気絶縁性、低温耐性を持つ軽量熱可塑性樹脂。包装、玩具、家庭用品に使用。PEは一般的にコスト効率の良い材料で、Protolabs Networkのお客様にもよく使用されています。
PC（ポリカーボネート）。 高耐衝撃強度、優れた耐熱性、優れた電気絶縁特性を持つ透明熱可塑性樹脂。電子部品、安全メガネ、医療機器によく使用。PCは優れた特性のため、高コスト材料と見なされます。
PA（ナイロン/ポリアミド）。 優れた耐疲労性と耐熱性を持つ強靭で耐摩耗性のある熱可塑性樹脂。機械部品、ギア、電気部品などの用途に適する。PAは優れた特性のため、高コスト材料と見なされます。
HDPE（高密度ポリエチレン）。 優れた耐湿性と優れた耐薬品性を持つ軽量熱可塑性樹脂。低温耐性もあります。しかし、ABSやPCほど強くなく、射出成形プロセス中に反りと収縮が発生しやすい。包装、玩具、家庭用品に用途あり。コストは高めの傾向。
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持つ透明熱可塑性樹脂。複雑な形状に容易に成形でき、優れた寸法安定性を持つ。しかし、過酷な化学薬品や高温への曝露など特定条件下では傷つきやすく割れやすい。自動車部品、照明器具、ディスプレイに一般的に使用。PMMAは中程度のコスト範囲。
PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）。 高耐熱性、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樹脂。優れた耐薬品性を持ち、高温と過酷な環境に耐える。航空宇宙、医療機器、電気部品に広く使用。PEEKは、特にABSやPPと比較して優れた特性のため、より高価な材料。
HIPS（高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ある熱可塑性樹脂。低コストで知られ、包装、玩具、電気部品に用途あり。HIPSはさまざまな消費者製品に適した汎用材料で、中程度のコスト範囲。
LDPE（低密度ポリエチレン）。 優れた耐薬品性と低温耐性を持つ軽量で柔軟な熱可塑性材料。包装、玩具、家庭用品に一般的に使用。柔軟性と耐久性が必要な用途にコスト効率の良い材料選択肢。
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、耐衝撃強度で知られる熱可塑性材料。電気部品と自動車部品に一般的に使用。PBTは中程度のコスト範囲。
POM（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、高機械的強度、耐薬品性を持つ熱可塑性樹脂。機械部品、電気部品、ギアに用途あり。POMは高コスト材料。
PPS（ポリフェニレンサルファイド）。 高耐熱性、耐薬品性、寸法安定性で知られる高性能熱可塑性樹脂。電気部品と自動車部品に用途あり。PPSは優れた特性のため、高コスト材料と見なされます。
PVC（ポリ塩化ビニル）。 優れた耐薬品性と電気絶縁特性を持つ軽量熱可塑性樹脂。パイプ、電気ケーブル、床材に一般的に使用。PVCは一般的に低コスト材料。

射出成形で一般的なエラストマーは？

シリコーンなどのエラストマー、TPEや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で使用されます。大幅な変形を受けても元の形状に戻るため、レジリエンス、クッション性、シーリング機能が必要な製品の製造に適しています。
ただし、エラストマーを扱う際は、部品に必要なショア硬度を知っておくことが重要です。これは部品の収縮とテーパー角に影響する可能性があるためです。詳細については以下の画像を参照してください。

射出成形で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。

シリコーン。 優れた耐熱性、耐薬品性、柔軟性で知られるエラストマー材料。医療機器、自動車部品、消費者製品に用途あり、特殊な特性のため比較的高価。
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。優れた柔軟性、耐薬品性、コスト効率を提供。医療機器、消費者製品、自動車部品に用途あり、中程度のコスト。
TPU（熱可塑性ポリウレタン）。 柔軟性、耐薬品性、優れた耐摩耗性で知られる熱可塑性エラストマー。フットウェア、自動車部品、医療機器に一般的に使用。TPUは中程度のコスト範囲で、製造用途に汎用性を提供。

射出成形で使用されるその他の一般的な材料

特定の用途ではより特殊な特性が必要になる場合があります。このような場合、メーカーはUHMWなどの他のタイプの材料に頼ることがよくあります。

UHMW（超高分子量ポリエチレン）。 例外的な耐摩耗性と耐薬品性を持つ軽量熱可塑性材料。ベアリング、ギア、機械部品など、低摩擦が必要な用途によく選択される。特殊な特性のため、高コスト材料と見なされます。

射出成形材料選定で考慮すべきその他の要因

材料特性の比較検討に加えて、射出成形材料選定では以下も考慮したいポイントです。

環境配慮。 部品が極端な温度、湿気、紫外線、高圧、炎などに曝される場合、環境に適した材料を選択してください。
コスト効率。 高性能材料が望ましい特性を提供する一方で、コスト評価は不可欠です。射出成形は大量生産時に規模の経済が働くことを念頭に置いてください。
美観的配慮。 外観が重要な場合、希望の色、透明度、表面仕上げ特性を持つ材料を選択してください。
後処理。 射出成形部品の最終的な外観、テクスチャー、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後処理ステップの必要性を評価してください。
規制準拠。 意図する用途に関連する業界標準、規制、認証で材料が満たすべきものを考慮してください。