シリコンゴム金型の基礎知識：知っておくべき5つのポイント

1. シリコンゴムとは？

シリコンゴムは、シリコン（ケイ素）を含むポリマーであるシリコーンを主成分とするエラストマーで、ケイ素に酸素、水素、炭素が結合しています。優れた化学的・物理的特性により、多くの産業で効果的に使用されています。シリコンゴムは通常安定で非反応性であり、極端な条件と温度に耐える能力を持ちます。ほとんどのプラスチックが溶ける温度（+250°C）でも持続可能で、-70°Cという低温でも柔軟性を保持します。また、毒性が非常に低く、検出可能な臭気がありません。

これらの優れた特性により、シリコンゴムは以下のメリットを提供します：

• 優れた電気絶縁性
• 優れたシール性能
• 非常に長い耐用年数
• 安価で高速な製造
• 様々な形状に成形可能

2. なぜシリコンゴム金型なのか？

液状のシリコーンは、あらゆる環境下で安定化でき、高荷重・高温下でも金型形状を保持します。シリコンゴムは成形後も収縮せず、成形後に抽出物や溶出物がありません。また、細部の再現性、物理的強度、汎用性、使いやすさ、入手しやすさから、金型製作に広く選ばれています。スペクトルのような色彩と硬度の調整が可能で、成形用途の材料としてますます選ばれています。

3. シリコンゴム成形のプロセス

シリコンゴム成形は以下の一連のステップで行われます：

3.1 マスターパターンの作成

複製プロセスの第一歩はマスターパターンの作成です。現代のラピッドプロトタイピング技術を用いてマスターパターンを作成します。WayKenでは、3DプリントとCNC加工といった最新技術を導入しています。これらは市場で提供されている他の従来手法より高速、低コスト、信頼性が高いです。

CNCラピッドプロトタイピングによるマスターパターン製作

3.2 金型設計

3.2.1 セットアップ

金型製作前に、ゲートとベント（排気）を考慮する必要があります。ベントとゲートにより、鋳造材料がシリコンゴム金型内に流入できます。ゲートの位置とサイズは、マスターパターンの形状と体積によって決まります。経験則として、マスターパターンの体積が大きいほど、ゲート面積も大きくする必要があります。

3.2.2 シリコンゴムの選定

現在、金型用シリコンゴムには2種類あります。1) 縮合硬化型（スズ系） 2) 加成硬化型（白金系）。両タイプはわずかに異なる特性を持ちます。お客様の金型に適したシリコンゴムを選定する際、最も重要な考慮事項の一つはインヒビション（硬化阻害）への耐性です。インヒビションは、マスターパターン上または内部に存在する汚染物質の結果として生じます。成形プロセス前にパッチテストを実施し、汚染物質の有無を判定・除去する必要があります。

3.3 シリコンゴム金型の製作

マスターパターン作成後、シリコンゴム金型を製作します。シリコンゴムの最も重要な特性の一つは再現精度です。シリコンゴムは極めて高いディテール複製度で広く知られています。シリコンゴム金型製作に使用できる主な2つの構成タイプは以下の通りです。

3.3.1 ブック金型／シングルステージ金型

ブック金型またはシングルステージ金型は、最も広く実践されているシリコンゴム成形技術の一つです。このタイプでは、マスターパターンを金型箱内に吊り下げ、液状シリコンゴムを箱が満杯になるまで注入します。シリコーンが硬化したら、金型を半分に切り開きます。これはシリコン金型を作る上で最もコストと時間効率に優れた方法の一つです。

3.3.2 二分割金型／マルチステージ金型

この方法は少し手間がかかりますが、金型分割線のより良い制御と、より良い金型安定性による大型部品の金型製作が可能です。二分割金型は、モデリングクレイで分割線を作ることで実現します。シリコーンを金型箱の半分まで注入し、第一回目の注入が完了したら金型を反転させ、分割線のクレイをシリコーンと共に除去します。その後フレームを戻し、後半分を注入・硬化させます。

3.3.3 混合と脱泡

金型タイプとシリコンゴムが選定されたら、2成分（硬化剤とシリコーンベース）を設計精度を満たすよう正確に計量する必要があります。混合は、材料体積の3〜4倍以上のプラスチック容器で行うべきです。これにより、脱泡プロセス中に気泡が自由に逃げられます。シリコンゴム内の気泡は最終製品の完全性に悪影響を及ぼす可能性があります。

4. シリコンゴムの用途

優れた物理的・化学的特性により、シリコンゴムは多くの産業と用途で材料の選択肢となっています。主な用途：

• 航空宇宙産業
• 建設・修復
• 防衛産業
• 医療産業
• プラグ
• シーリングガスケット
• シリコーンOリング
• ワイヤー・ケーブル被覆

5. WayKenはシリコンゴム成形のパイオニアです！

WayKenは、10年以上にわたりシリコンゴム金型の製作でパイオニア的存在であり続けています。競合他社に対する優位性をもたらす主な要因の一つは、金型製造のあらゆる段階における漸進的改善へのコミットメントと決意です。シリコンゴム成形は、手順の複雑さと各金型に要求される高精度により多くの課題を提示します。WayKenでは、困難な設計と要求にもかかわらず、常に全力で取り組み、お客様に最高品質のプロトタイプを提供しています。

経験豊富なスタッフとエンジニアが、最先端の設備と卓越したスキルで、お客様の要求の厳しい3Dバーチャルプロトタイプを利益を生む製品へと具現化します。どの業界であっても、シリコンゴム成形を速く安く行う必要があれば、答えはWayKenです！