熱対超音波インサート成形

プラスチック射出成形は、エンジニアに多くのメリットをもたらします。この製造プロセスは高速で用途が広く、複雑な部品を高精度で大量生産するのに理想的です。さらに、射出成形はリサイクル可能な材料と互換性があり、スクラップ材料を最小限に抑えることができるため、環境にやさしい製造プロセスの 1 つとなっています。射出成形部品はそれ自体で強度がありますが、プラスチックだけでは、留め具を必要とする特定の高性能ユースケースには適合しない場合があります.

そこで、インサート成形、熱による取り付け、超音波による取り付けが行われます。これらのプロセスではすべて、成形部品に金属製のねじ付きインサートを挿入して、成形部品をより強く、より耐摩耗性にする必要がありますが、これらは非常に異なる技術です。ここでは、インサート成形と熱および超音波による取り付けの包括的な内訳と、エンジニアにとって重要な考慮事項について説明します。

インサート成形

インサート成形は、あらかじめ配置されたインサートの周りにプラスチック材料を成形する射出成形のサブセットです。このプロセスでは、金型が開いた状態でインサートが金型キャビティに配置されます。次に、金型を閉じ、プラスチック材料を射出すると、あらかじめ配置されたインサートの周りに固体部品が形成されます。インサート成形は、航空宇宙から医療用品まで、多くの業界で幅広い用途があり、一般的に、さらなる組み立てに使用される部品を作成するために使用されます。

インサート成形は、プラスチック部品とインサートの間に高品質の結合を生み出すことができます。ただし、ねじ込みインサートを受け入れることができるようになった後で金型を作成するのは、複雑なプロセスになる可能性があります。パーツにインサートが必要になることを知っているエンジニアは、これを念頭に置いて設計を最適化し、時間のかかる変更を回避できます。

暖房設備

インサート成形とは対照的に、ヒート インストールは、いつでも実行できるねじ付きインサートを追加する柔軟な方法です。熱による取り付けでは、インサートを予熱してから、手動プレスまたは空気圧プレスを使用して、プラスチックにあらかじめ形成された穴にインサートを押し込みます。インサートを取り付ける前に、周囲のプラスチックが十分に溶けていることを確認するために、制御された力と温度変化を適用する必要があります。

インサートは取り付け前に加熱する必要があるため、特定の材料とより単純な形状が推奨されます。インサートの材料は、真鍮やアルミニウムのように導電性が高く、取り付け中に熱をすばやく伝導し、その後急速に冷却できるようにする必要があります。多くの場合、インサートには、合わせ面をつかみ、強力な保持力を生み出すように設計されたローレットがあります。加熱による取り付けは、超音波による取り付けと同様に、変更が容易であるため、試作に最適です。たとえば、選択したインサートが小さすぎる場合、エンジニアは単純に穴を少し大きくして、取り付けをやり直すことができます。ツール全体を変更する必要はありません。

熱のインストールには多くの利点があります。用途が広く、信頼性が高く、熱を使用することで、溶融した熱可塑性物質が保持機能に自由に流れ込むことができます。熱のインストールも非常に費用対効果が高いです。平均して、熱設置機は超音波設置機よりも 50% 安くなります。ただし、一般的に、熱による取り付けは、超音波による取り付けよりも実行に時間がかかります。

超音波インストール

熱による取り付けでは抵抗発熱体を使用しますが、超音波による取り付けでは高周波振動を使用してインサートを取り付けます。このプロセスでは、2 つのアプローチが使用されます。空気圧シリンダーがインサートに下向きの力を加えて成形穴に押し込む間、超音波ホーンが電力を機械的振動出力に変換します。ステンレス鋼やアルミニウム合金などのさまざまな金属で作られたホーンは、振動をインサートに送ります。高周波振動によって熱が発生し、インサートを取り囲む熱可塑性樹脂が溶けます。

超音波ホーンに加えて、超音波の設置には、安定した電源、サイクル制御タイマー、および電気的または機械的エネルギー変換器も必要です。これらのコンポーネントはすべて複雑に聞こえるかもしれませんが、超音波による設置は実際には非常に迅速で順応性のあるプロセスです。超音波装置は、さまざまなサイズ、形状、複雑な形状のインサートに対応するように簡単に変更できます。

サイクル タイムはインサートのサイズによって異なりますが、このプロセスは通常、外径 ¼ インチ未満のインサートの場合は高速です。さらに、極端な熱が関与しないため、超音波による取り付けは熱による取り付けよりも安全です。超音波による取り付けは、熱による取り付けと同じかそれ以上の一貫性がありますが、通常はより高価です。

インサート成形を始める

インサートの性能の最大 75% は取り付け具合に左右されるため、エンジニアとプロダクト マネージャーは、プロジェクトに最適な決定を下すために、関連するすべての考慮事項を検討することが重要です。エンジニアは、設計にインサートが必要であることがわかっていて、生産の開始時からその必要性を考慮している場合は、インサート成形の使用を検討する必要があります。

熱による設置は、低価格で高い性能と一貫性を提供しますが、超音波による設置はより高速で、多くの場合、より容易に適応できます。エンジニアは、信頼できる製造パートナーの助けを借りて、設置方法に関する慎重な決定を下すことが容易になります。

Fast Radius では、イノベーターがアディティブおよび従来の製造方法を通じてビジョンを実現できるよう支援することに情熱を注いでいます。インサート成形部品の最適な取り付け方法に関する戦略的アドバイスを提供するとともに、設計や試作からフルフィルメントまで、製造ライフサイクル全体にわたるエンド ツー エンドのサポートを提供します。開始する準備ができたら、今すぐご連絡ください。

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