一般的なウレタン キャスティング材料の内訳:シリコーン、エラストマー、硬質ウレタン

ウレタン鋳造は、少量から中量の最終用途のプラスチック部品を生産するための迅速で費用対効果の高い方法です。このプロセスでは、部品のマスター パターンからシリコン キャスティング型を作成し、型を半分に切断して生産に持ち込むことができます。実行可能な部品設計を幅広くサポートできるため、ウレタン キャスティングは、部品のプロトタイピング、ブリッジ ツーリング、および細部、さまざまな壁の厚さ、および複雑な形状を備えた部品の製造に一般的に使用されます。

このプロセスの注目すべき利点の 1 つは、ほとんどの部品を 2 週間以内に鋳造できるため、ウレタン鋳造は市場投入までの時間を短縮できることです。さらに、鋳造部品は、射出成形などのプロセスで製造された部品よりも収縮率が低くなる傾向があります。

ウレタン鋳造は汎用性の高い製造プロセスであることを考えると、材料の選択にはさまざまな要因が関係します。製品チームは、特定のプロジェクトに最適な素材を確実に選択できるように十分な注意を払うことが重要です。

ウレタン鋳造材料の選択要因

ウレタン鋳造は、硬質材料と柔軟材料の両方に幅広く対応しているため、鋳造ウレタン部品は、さまざまな色、テクスチャ、および仕上げで製造できます。ただし、利用可能なオプションが非常に多いため、材料を選択する際には、製造可能性を考慮した設計 (DFM) のベスト プラクティスに従うことが重要です。以下を含む一連の複雑な要素を比較検討します:

• 申請要件 :パーツはエネルギーを蓄えたり、散逸させたりする必要がありますか?耐引裂性、耐荷重性、または消音性が必要ですか?これらの各要因には、さまざまな物理的および化学的特性が必要であり、実行可能な材料オプションのプールを絞り込むのに役立ちます。

• 環境への配慮 :アプリケーションの要件により、部品が極端な温度、湿度、紫外線、または化学物質にさらされる場合、これらの環境に関する考慮事項も材料の選択に役立つはずです。

• 期待 :外観上の考慮事項や、部品の寿命、耐久性、コストに関するお客様の期待を管理するなどの他の要因が、最終的な選択を決定する上で重要な役割を果たす場合があります。

最終的に、特定のアプリケーションに最適な材料を決定することは、生産サイクル全体を確実に成功に導くために不可欠です。シリコーン、発泡体、ウレタン キャスティング樹脂などのウレタン キャスティング材料は、デュロメータ スケールに従って硬度によって分類できます。ここでは、デュロメーター、ショア スケール、および最も一般的なウレタン キャスティング材料のいくつかを簡単に説明します。

デュロメーターとショアスケールに関する注意

ゴム、プラスチック、および金属は、物理的特性と特性の点で大きく異なる可能性があり、それぞれの材料が適している用途に直接的な影響を与えます。硬化鋼が必要な場合、柔軟で曲げやすいプラスチックは明らかに役に立ちません。

デュロメータは、特定の材料の硬度を測定するための標準化された測定基準です。つまり、局所的な変形に対する耐性です。これらの材料のほとんどのデュロメータは、ショア 00、ショア A、またはショア D の 3 つのカテゴリのいずれかに分類されます。それぞれが硬度の範囲を表し、ショア 00 が最も柔らかく、ショア D が最も硬いです。ウレタンの硬度は通常、ショア 00 25 (自転車のゲル シートのようなもの) からショア D 75 (ボーリング ボールのようなもの) までの範囲です。

硬質ウレタン (Shore D 樹脂)

ショア D の範囲は、硬質ポリウレタン樹脂から高剛性ポリウレタン樹脂まで多岐にわたります。 65 ショア D よりも硬いほとんどの素材は、人間の手には完全に硬く感じられ、より柔らかいショア A 素材が提供する表面の柔軟性や屈曲性はありません。ショア D スペクトルの上限にはロックウェル スケールがあり、金属や、アセタールやナイロンなどの非常に硬い樹脂の測定に使用されます。

一般的なショア D の資料には以下が含まれます:

AFP3100 (85 ショア D)

非常に耐久性があり、熱と衝撃の両方に強いこの硬質樹脂は、家電製品や医療機器のカバーやハウジングによく使用されます。 ABS および PC/ABS プラスチックに匹敵します。

AFP3200 (80 ショア D)

HDPE と同様に、このウレタンは高い引張強度と衝撃強度、剛性、剛性を提供し、消費財、工業用配管とタンク、およびフェンダー、ボンネット、ホイール ウェルなどの車体部品に広く使用されています。

AFP3320 (80 ショア D)

このウレタンは、耐熱性と耐衝撃性に優れているため、高熱用途によく使用されます。これは、HVAC およびアンダーフード アプリケーションに最適なオプションです。

AFP3400 (70 ショア D)

多くの点でポリプロピレンに匹敵するこの素材は、低い曲げ弾性率と優れた耐衝撃性を維持しながら柔軟性を提供します。この樹脂は、優れた伸びが不可欠なリビングヒンジなどの用途に適しています。

AFP3600 (~82 ショア D)

この透明な素材は容易に着色でき、優れた耐熱性を提供し、クリップやスナップ フィットなどの小さな部品に十分な柔軟性を提供します。レンズ、ハウジング、バックライト アプリケーション、およびクリアとつや消しの両方のコンポーネントは、多くの場合、このウレタンで作られています。

PT8958 (85 ショア D)

この材料は、MRI 透過性と難燃性の両方が必要な中型または大型の医療用コンポーネントを作成するために最もよく使用されます。

RC 79D (85 ショア D ±5)

また、MRI 透過性と難燃性を備えたこの丈夫で耐衝撃性のある素材は、多くの場合、小型の医療機器やアセンブリに適しています。

ウレタンエラストマー（ショアA樹脂）

ショア A 素材は硬いショア D 素材よりも柔らかく、屈曲性が高く、多くの場合、引き裂き強度が優れています。材料スペクトルの一端では、0 ショア A は柔らかいゲル状の材料を指し、半硬質プラスチックは 90 または 95 ショア A を測定します。

一般的なショア A マテリアルには以下が含まれます:

E1005AL (5 ショア A)

この非常に柔らかいエラストマーは、染色が容易で、優れた引張強度と引き裂き強度を提供する優れたオールラウンド ソフト ラバーです。このため、医療トレーニング モデル、特殊効果、小道具の作成によく使用されます。

E1015AL (15 ショア A)

E1005AL に似ていますが、わずかに剛性が増したこのエラストマーは、柔らかいラバー グリップと伸縮性のある裏地を作成するのに優れています。

E1040AL (40 ショア A)

この中程度の柔らかさの樹脂は、標準的な鉛筆の消しゴムと同様の硬さで、オーバーモールドやキーパッドに適しています。

E1060AL (60 ショア A)

この中程度の硬さの材料は、ベローズ、ブーツ、およびオーバーモールド コンポーネントの作成によく使用される優れた汎用エラストマーです。

E1070 AB (70 ショア A)

自動車タイヤの硬度に匹敵するこの材料の耐久性と耐摩耗性のブレンドは、ケーブル コネクタにも最適です。

E1095AB (95 ショア A)

この材料は優れた耐摩耗性と耐引裂性を備えており、ショッピング カートのホイール、ローラー、バンパーの製造によく使用されます。

これらの熱可塑性エラストマー樹脂はそれぞれ、欧州連合の化学物質の登録、評価、認可、および制限 (REACH) および有害物質の制限 (RoHS) 基準に準拠しています。

シリコーン

シリコンはショア A 素材よりも柔らかく、厳選された数種類の部品を作成するために使用されます。ただし、最終用途の部品を鋳造する金型を作成するために一般的に使用されます。これは、射出成形金型やその他の硬質工具を機械加工して完成させる間に生産を開始できる中間ステップであるブリッジ工具にキャストウレタン成形プロセスを使用する場合に特に当てはまります。ブリッジ ツールの鋳造は、ウレタン、フォーム、または金属でも行うことができます。

一般的なシリコーンには次のものがあります:

AFS15 (15 ショア A)

柔らかいゴムであるこのシリコーンは、優れた柔軟性を必要とするインク スタンプ パッドや圧力パッドなどの用途によく使用されます。

AFS30 (30 ショア A)

AFS15 より少し固いこのキャスティング シリコーンは、金型製作や他のコンポーネントのカプセル化に使用できます。

AFS40 (40 ショア A)

この中程度の柔らかさのシリコンは、優れたボタンとキーパッドを形成すると同時に、優れた耐水性も備えています。

AFS60 (60 ショア A)

この中硬度のゴムは、金型製作やカプセル化が必要な用途に適しています。

これらの各シリコーンは、さまざまな硬度のガスケットやシールなどの実行可能なコンポーネントを作成するためにも使用できます。

これらの一般的なウレタン鋳造材料の利点を今すぐ活用

ウレタン鋳造は、多くの理由で有用な製造方法です。 1 つ目は、高速で、一般的に非常に費用対効果が高いことです。 2 つ目は、高品質の最終用途部品を製造することです。 3 つ目は、多種多様なポリウレタン エラストマー樹脂をすぐに利用できることです。しかし、非常に多くのオプションを利用できると、圧倒される場合があります。材料間の微妙な違いが、部品の寿命と将来のパフォーマンスにどのように影響するかをどのように判断できますか?

良いニュースは、熟練したオンデマンド メーカーの Fast Radius と提携することで、材料の選択、設計、製造の手間が省けることです。実際、当社のアプローチにより、ウレタン鋳造コストを最大 60% 削減できることが示されています。当社の柔軟な制作方法がどのように計画を時間通りに、予算内で実現するかについて詳しく知りたい場合は、今すぐお問い合わせください。