インサート成形解説:耐久性に優れた多材質部品をワンステップで製造
インサート成形とは
インサート成形は、異なる材料を一つの物体に一体化するプラスチック射出成形プロセスです。オーバーモールディングが同等の結果を得るために二段階プロセスを必要とするのに対し、インサート成形はワンステップで完結します。本稿では、この重要な製造プロセスを理解していただくための概要をまとめました。
インサート成形の定義
インサート成形は、別個の部品を単一コンポーネントへ接合する射出成形手法です。結果として、永久的に接合され完全に封止された部品アセンブリが得られます。単一工程であるため生産効率が向上し、製造コストを削減しながら、機械的・機能的特性に優れた部品を製造できます。
インサート成形の用途
インサート成形では、「インサート」と呼ばれる部品を金型内に配置し、成形時に樹脂で封止して最終部品を作ります。インサートには金属やプラスチックが用いられ、代表的なものにスタッド、コンタクト、ネジインサートがあります。ネジインサートは、接着やハンダ付けなどの二次加工が必要な部品によく採用されます。滅菌が必要な医療機器は多くがインサート成形で製造されます。このプロセスにより器具周りに密閉シールが形成され、滅菌処理に最適だからです。インサート成形品の例には、医療用シリンジ、防水ケーブル、ネジ込み式ノブなどがあります。
インサート成形のプロセス
インサート成形では、ネジ付き金属インサートなどを金型に「挿入」し、その周りに熱可塑性樹脂を射出します。ケースによっては、インサート成形とオーバーモールディングを組み合わせることもあります。例えば、インサート成形で金属にプラスチックを成形し、さらにその上からプラスチックをオーバーモールディングするといった複合工程です。また、金属とゴムの2材料を同時にプラスチックへインサート成形する用途もあります。
設計時の考慮事項
インサート成形品も複雑なため、設計段階で以下の点に留意が必要です。
- 材料選定:成形時の高温・高圧でインサートが損傷しない材料を選ぶ必要があります。また、ABS、PEEK、アクリル系熱可塑性樹脂など、適合性のある材料を選び確実な接合を図ります。
- 機械的摩擦対策:使用時に摩擦が大きい部品には、ブッシュ、スリーブ、ネジインサートを設計に組み込むことを推奨します。
- 金型設計:オーバーモールディングと同様、射出工程での基材ズレを防ぐ金型設計が必須です。基材がズレると部品不良や工作機械の損傷につながります。インサート成形用金型では、基材を確実に保持・着座させるサポート機構を追加する必要があります。
メリットと専門家への相談
インサート成形も材料一体化により部品コスト削減に寄与します。Synecticはプラスチック射出成形のこの手法でも豊富な経験を有します。プロジェクトへの採用可否や専門的アドバイスが必要な場合は、ぜひご相談ください。
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