熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂:違いは?

部品を設計するときは、同等の材料間の重大な違いを理解することが重要です。たとえば、熱硬化性樹脂の代わりに熱可塑性樹脂を誤って使用して、高温に耐えることを意図した製品を作成すると、悲惨な結果になります。

「熱可塑性」と「熱硬化性」という用語は、プラスチック部品の製造に関する同じ会話の多くに出てきますが、それらは交換可能ではありません.この記事では、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の主な違いと、各材料の主な利点と最適な用途について説明します。

熱可塑性樹脂:知っておくべきこと

機械的/化学的性質

熱可塑性樹脂は、加熱すると溶融し、冷却すると固体になり、冷却後に再溶融または成形できる低融点のプラスチック材料です。硬化プロセスは完全に可逆的であり、そうすることで材料の物理的完全性が損なわれることはありません.

熱可塑性プラスチックは通常、射出成形プロセス中に容易に溶融できるようにペレットとして保管されます。熱可塑性樹脂の一般的な例には、アクリル、ポリエステル、ナイロン、PVC などがあります。

• ナイロン: ナイロンは強度と耐摩耗性の独自の組み合わせを提供するため、この一連の材料はさまざまな用途に適しています。
• TPE と TPU: 製品設計者やエンジニアは、部品に衝撃吸収性や高い衝撃強度などの特定の特性を持たせたい場合、熱可塑性エラストマーで作られたポリマーに頼ることがよくあります。
• ULTEM (PEI): ULTEM® は、航空宇宙環境での使用が承認された唯一の樹脂の 1 つです。また、市場で最も用途の広いプラスチックの 1 つでもあります。

熱可塑性樹脂の利点

熱可塑性樹脂は強度があり、収縮しにくく、比較的使いやすいです。その固有の柔軟性により、形状を維持しながら磨耗に耐えることができる衝撃吸収製品を必要とするメーカーにとって、それらは優れた選択肢となります。

熱可塑性樹脂は一般に、加工が容易なため、熱硬化性樹脂よりも費用対効果が高くなります。これは、熱可塑性樹脂が大量に製造され、後処理を必要としないためです。さらに、熱可塑性金型は、アルミニウムやガラス繊維などの手頃な価格の材料から作成できます。熱可塑性樹脂は射出成形プロセスとの適合性が高いため、再現性のある部品を大量に製造するのに理想的です。

さらに、熱可塑性プラスチックは、設計上高度にリサイクル可能であるため、市場に出回っている環境に優しいプラスチックの 1 つです。追加の利点として、熱可塑性樹脂で製造すると、熱硬化性樹脂で作業するよりも有毒ガスの発生が少なくなります。

熱可塑性樹脂の一般的な用途

最終製品が特定の基準を満たさない場合、多くのスクラップ材料を生成することなく、部品を簡単に溶かして最初からやり直すことができるため、製造業者はしばしばプロトタイプに熱可塑性樹脂を使用します。

熱可塑性樹脂は、パーツのプロトタイプ作成を超えて、ごみ袋、調理器具、衣料品から子供のおもちゃや機械部品に至るまで、さまざまな一般的な製品を作成するために使用できます。

熱硬化性樹脂:知っておくべきこと

機械的/化学的性質

熱可塑性樹脂とは対照的に、熱硬化性樹脂は、熱によって硬化すると硬化し、硬化プロセス後に再成形できないプラスチック材料です。硬化中、ポリマーの原子価結合が互いに架橋して、極度の熱の下でも元​​に戻すことができない 3 次元の化学結合を形成します。

熱硬化性樹脂は通常、大きな容器に液体で保管されます。熱硬化性の一般的な例には、エポキシ、シリコン、ポリウレタンなどがあります。

• エポキシ (EPX 82): Carbon が DLS プロセス用に開発した添加剤。この材料は、自動車、産業、消費者向けの用途に最適です。
• シリコン (SIL 30): SIL 30 は、Carbon® がデジタル光合成 (DLS) 用に開発した添加剤です。 SIL 30 としても知られるこのシリコーン ウレタンは、生体適合性のユニークな組み合わせを提供します
• RPU 70: 靭性、強度、耐熱性で知られる RPU は、消費財、自動車、産業など、複数の業界で使用できます。

熱硬化性樹脂の利点

熱硬化性樹脂には幅広い利点があります。全体として、それらは強く、安定しており、耐薬品性があります。極端な温度でも簡単に歪んだり、劣化したり、壊れたりしません。

その強度と耐久性により、熱硬化性樹脂は他の材料の構造特性を強化するためによく使用されます。市場で最も耐衝撃性に優れた素材の中で、製品を変形から保護するために密封するために頻繁に使用されます。

一般的な熱硬化性樹脂の用途

熱可塑性プラスチックは高機能性と低機能性のアプリケーションのより多様な範囲を提供しますが、熱硬化性樹脂はさまざまな業界で高性能製品を作成するために使用できます。

熱硬化性樹脂は、キッチン家電や電子部品など、定期的に極端な温度にさらされるものを構築するのに理想的です。

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熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の決定的な違いは、熱に対する反応の仕方にあります。熱可塑性プラスチックは、熱の存在下で構造的完全性を失うことなく成形および再成形できますが、熱硬化性樹脂は一度しか成形できません。 2 つのうち、熱可塑性樹脂は、強度と柔軟性が必要な汎用製品に適していますが、熱硬化性樹脂はより高性能な製品を作ります。経験豊富な製造パートナーが、お客様のニーズに最適な材料を決定するお手伝いをします。

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