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真空鋳造と射出成形のどちらがプラスチック部品プロジェクトに適していますか?
プラスチック部品の成形プロセスは XNUMX 種類以上ありますが、さまざまな新規プロジェクトの開発や部品の大量生産で一般的なプロセスは、真空鋳造と射出成形です。 両工程の共通点は、金型に原材料を注入して部品を製造することです。 どちらのプロセスにも独自の長所と短所がありますが、最適なプロセスを選択する方法は、部品のニーズやその他のさまざまな要因によって異なります。
真空鋳造とは何ですか？
真空鋳造は、ポリウレタン鋳造とも呼ばれます。ポリウレタン樹脂を脱気、攪拌、予熱し、真空条件下で注入した後、60℃～80℃の恒温槽で2～3時間硬化させます。真空鋳造は、製品開発初期段階の構造・機能プロトタイプ、設計・機能検証、新製品テスト、初期市場調査、小ロット生産に適しています。真空鋳造は金型製作コストを大幅に削減し、製品開発サイクルを短縮するため、家電、医療、自動車製造、航空宇宙など、さまざまな分野で広く利用されています。
真空鋳造のワークフロー:
1: CNC 機械加工または 3D 印刷を使用して 1:1 のマスター パーツを製造し、マスター パーツを密閉ボックスに固定し、液体シリコン材料を注ぎ、焼成して硬化します。 シリコンが固まったら半分に切ってマスターパーツを取り出します。 残りのキャビティはシリコン型で、次のステップはパーツのコピーです。
2: シリコン型を予熱します。 シリコンモールドを60～70℃に予熱します。 金型温度が低すぎると硬化が不完全になり、物性が低下します。 金型温度は、コピー パーツの寸法精度に直接関係します。
3: ポリウレタン樹脂はあらかじめ脱気されています。 Ａ液とＢ液の２液をそれぞれ真空ボックス内で３０分以上真空脱泡処理した。
4: 注射。 A液とB液の入った容器をそれぞれ作業室に置きます。 作業室の排気後、B液を時々かき混ぜて5～10分脱泡し、A液をB液に注ぎ、30～40分かき混ぜ、手早くシリコーンゴム型に流し込む。 そして、混合開始から１分～１分３０秒以内に大気圧復帰操作を行う。
５：硬化。 5～30℃のインキュベーターで60～60分硬化後、脱型可能です。 必要に応じて70～2℃のインキュベーター内で3～70時間二次養生を行ってください。
真空鋳造のメリット
金型の低コスト、生産サイクルの大幅な短縮は、小ロット向けの費用対効果の高い生産プロセスの XNUMX つです。
より複雑な構造と均一な肉厚の部品だけでなく、大量の部品を少量でコピーできます。
安定した寸法精度。
真空鋳造のデメリット
肉厚が等しくなく、構造が非常に複雑な部品は、収縮により通常の公差から逸脱する場合があります。
シリコンモールドの耐用年数は短く、通常は 15 ～ 25 コピーしか作成できませんが、これは部品の複雑さにも依存します。
部品を大量に製造するのはコスト効率が悪い
射出成形とは何ですか？
射出成形は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂から部品を製造するプロセスです。射出成形では、射出成形機のバレル内でプラスチックを加熱・溶融し、流動状態にします。プランジャーまたはスクリューの圧力により、溶融したプラスチックは圧縮されて前方に移動し、バレル先端のノズルから低温で非常に高速に閉じられた金型に射出されます。一定時間冷却・硬化させた後、金型を開いて部品を取り出します。射出成形は、複雑な形状のプラスチック部品の大量生産に適しています。重要な大量加工方法の一つであり、様々な産業や分野で広く利用されています。
射出成形の利点
生産速度が速く、効率が高く、コストが低く、操作を自動化できます。
素材や色の選択肢が多く、形状はシンプルなものから複雑なものまで、サイズは小さいものから複雑なものまでさまざまです。
正確な寸法、優れた表面効果、複雑な形状と構造を持つ部品を大量に製造できます。
射出成形の欠点
金型の初期投資コストが高い。
金型の構築時間は長く、通常は最大 4 ～ 8 週間です。
金型のメンテナンス費用が高くなります。
真空鋳造と射出成形の比較
金型コスト。射出成形金型（鋼製またはアルミニウム製金型）一式を製作するコストは、真空射出成形金型（シリコン製）の数百倍または数千倍になります。金型に使用される材料、金型の構造と製造方法、金型の耐用年数は、金型のコストに影響します。真空鋳造に使用されるシリコン金型は製作が非常に簡単で、少量生産にのみ適しています。しかし、射出成形に使用される鋼製金型は、さまざまな精密加工が必要です。さらに、金型の構造も非常に複雑で、金型の耐用年数は比較的長く、一般的に1000万個以上の部品を生産できます。射出成形に使用されるアルミニウム金型の場合、金型のコストは剛性金型よりもはるかに低くなりますが、耐用年数は鋼製金型よりもはるかに短くなります。通常、10万～20万個の部品を生産できます。さらに、金型製作時間は鋼製金型よりも短くなります。アルミニウム金型は、一般的にラピッドツーリングとして知られています。
数量。プロジェクトが開発の初期段階で、設計と機能検証のために少数のプラスチック部品しか必要ない場合は、真空射出成形が間違いなく最も費用対効果の高い選択肢です。プロジェクトが量産に移行した後、必要な部品数が200個から20万個の間であれば、高速アルミニウム金型を選択するのが良いでしょう。しかし、20万個以上の部品が必要な場合は、鋼製金型を選択する方が費用対効果が高くなります。
材料。真空射出成形部品の材料は、最終製品の材料を模倣することはできますが、完全に置き換えることはできません。ただし、極めて高い特性が求められる一部の部品については、射出成形製造において、最終製品と同じ工程と材料を使用することができます。
納期。鋼製金型やアルミニウム製金型の製造には、通常、より複雑で精密な機械加工が必要となり、準備に数週間かかるため、射出成形の納期は金型製作時間と射出成形時間に分けられ、リードタイムは最大2ヶ月になる場合があります。一方、真空鋳造で使用されるシリコーン金型は非常に短期間で製作でき、通常1週間でシリコーン金型と部品の製造が完了します。
個々の部品コスト。一般的に、真空鋳造の部品コストは射出成形よりもはるかに高くなります。これは、生産できる部品数が少なく、手作業が多いためです。しかし、金型や材料費が低いため、真空鋳造の全体コストは射出成形よりも一般的に大幅に低くなります。
プラスチック部品に最適な製造プロセスを選択してください
どちらの製造方法にも長所と短所があります。 設計に最適な製造技術を直接判断する方法はありません。 最終的には、設計している部品またはプロトタイプに依存します。 より良いソリューションを選択するには、次の点を考慮する必要があります。
研究開発・試作・量産のどの段階ですか？
部品に必要な数量は?
具体的な設計パラメータは何ですか?
最終的にどの製造技術を採用するか決定できない場合でも問題ありません。中国に拠点を置く試作品メーカーであるDDPrototypeにご連絡いただければ、より詳しい技術サポートをご提供いたします。当社は、様々な成形加工技術を用いて、お客様が必要とするプラスチック部品を製造できます。
