射出成形機:構造、動作、用途、メリット・デメリット
射出成形の概要
ダイカスト類似だが、原料が金属(超高温必要)からガラス、エラストマー、熱可塑性・熱硬化性ポリマー(主に熱可塑性)に変わったプロセス。原料を加熱溶融し、特定温度・圧力で金型キャビティに射出成形。化学組成変化なしで成形。
射出成形機の主要構成
- 材料ホッパー
- シリンダ(バレル)
- 射出ラム/回転スクリュープランジャ
- 加熱装置(ヒータ)
- 可動パターン
- エジェクタ
- 金型キャビティ内金型
動作原理
水平動作が一般的。ホッパーから重力でシリンダ内へ原料供給、周囲ヒータで溶融、油圧ラム/回転スクリューが圧力(100〜150MPa)で金型へ射出。分割金型使用。射出後保圧、冷却固化後金型開放、エジェクタで取出し、金型閉鎖し次サイクル。高速自動繰り返し、複雑形状・薄肉(5〜15mm)成形可能。生産能力12,000〜16,000個/サイクル。
主要プロセスパラメータ
- 製品重量:100〜500g
- サイクルタイム:5〜60秒
- 加熱温度:150〜350℃
- 射出容量:12,000〜2.2×10⁶mm³
- 射出圧力:100〜150MPa
- 型締力:0.1〜8.0MN
メリット
- 薄肉複雑形状の無傷取出し可能
- 良好な寸法公差
- スクラップ極少
- インベストメント鋳造・複雑切削品と競合可能な品質
- 高生産性
デメリット
- 初期コスト極大(設計・試作・工具費)
- 熱可塑性ポリマー等限定材料
- 金型コスト高(製品毎に別金型必要)
主な用途
- 薄肉複雑形状部品(カップ、容器、玩具、配管継手、電気部品、電話受話器、ボトルキャップ、自動車部品等)
射出成形は、プラスチック製品量産の代表的プロセスであり、金型設計・成形条件最適化が品質・コストの鍵を握ります。
製造プロセス
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