プラスチック成形入門
プラスチック成形は、様々な製造技術を通じて高分子材料を機能的な部品に変えます。BFY Moldでは、医療機器から自動車製造まで幅広い業界に対応する8つのコアプロセスに特化しています。この包括的なガイドでは、プラスチック成形サービスを選択するために、各工法の技術的パラメータ、理想的なアプリケーション、および経済的な考慮事項を検討します。
1. 射出成形： 高精度の主力製品
プロセス詳細
- 材料の準備 乾燥（吸湿性樹脂の場合、80℃で2～4時間）
- 溶融段階 150～400℃でスクリュー回転（材質による）
- 射出： 50〜200MPaの圧力でスチール/アルミ金型に注入
- 冷却 15～60秒（肉厚により異なる）
- 排出： ロボットによる自動搬出
技術仕様
| パラメータ | レンジ | 業界標準 |
| サイクルタイム | 15～120秒 | ISO 294 |
| 次元トール。 | ±0.005-0.05mm | ASME Y14.5 |
| 金型寿命 | 500k～100万サイクル | SPIクラス 101-104 |
アプリケーション
- 医療用：手術器具用ハウジング（ISO 13485準拠）
- 自動車: 内装トリム部品（IATF16949認証取得）
- エレクトロニクス: 肉厚0.2mmのコネクターハウジング
利点がある：
- 高い再現性（CpK >1.67達成可能）
- 複雑な形状も可能
- コ・インジェクションによるマルチマテリアル・オプション
制限：
- 高額な初期金型投資（15～25万ドル）
- 1,000台以下の限られた経済性
2. 押出成形 連続成形
工程内訳
- 供給： 顆粒は制御された速度でバレルに入る
- プラスチケーション 150-275℃でのシングルスクリュー溶融
- 金型の形成： 工具形状によって決まる形状
- 冷却： 真空サイジング付き校正テーブル
- カッティング 長さ調整用フライングソー
主要業績評価指標
| 出力タイプ | 速度範囲 | 寛容 |
| パイプ/チューブ | 2-10 m/分 | 直径±0.1 |
| シート/フィルム | 5-50 m/分 | 厚さ±5 |
| プロフィール | 1-5 m/分 | ±0.2mm断面 |
素材への配慮：
- PVC：押出用途の60
- HDPE: 圧力配管用（PN10-PN25定格）
- TPE: ソフトタッチ・プロファイル
BFY金型のケーススタディ： 内径±0.05mmの安定した制御で、月産12kmの医療用チューブを生産。
3. ブロー成形 中空部品製造
プロセスのバリエーション
押出ブロー成形
- パリソン押出
- 金型閉鎖
- 金型閉鎖
- 冷却（30～90秒）
射出ブロー成形
- プリフォーム射出
- ブロー・ステーションへ移動
- ストレッチ・ブロー方向
比較分析
| ファクター | エクストルージョンBM | インジェクションBM |
| ウォール・コントロール | ±15% | ±8% |
| ネック仕上げ | トリミングが必要 | 射出品質 |
| 出力率 | 200-500/時 | 毎時100～300ドル |
素材選択ガイド：
- PET 炭酸飲料ボトル
- HDPE: 化学容器
- PP：自動車用ダクト
4. 回転成形： 大型シームレス部品
プロセス・タイムライン
- ローディング 金型への粉体の計量（精度±1）
- 加熱 300℃オーブン、二軸回転（6-12 RPM）
- 冷却： 水スプレー＋空冷フェーズ
- アンローディング 手動/自動部品取り出し
設計パラメータ
| 部品サイズ | 金型重量 | サイクルタイム |
| <1m³ | 50-200kg | 20～40分 |
| 1-5m³ | 200-800kg | 40～90分 |
| >5m³ | 800-3000kg | 2～4時間 |
素材オプション：
- ポリエチレン（用途の90）
- ナイロン（燃料タンク用）
- PVC（遊具）
5. 熱成形 薄肉包装ソリューション
プロセスの流れ
- シート供給 ロールtoロールまたはカットシート
- 加熱 赤外線パネル（150～200）
- 成形： 真空（0.5～0.9 bar）または圧力（3～6 bar）
- トリミング： 鋼鉄ルールの金型またはCNCルーター
品質管理指標
| 欠陥の種類 | 予防法 | 測定ツール |
| ウェビング | 最適なプレストレッチング | 3Dレーザースキャナー |
| 薄い斑点 | 圧力モニタリング | 超音波厚さ計 |
| 寸法反り | 制御された冷却速度 | CMM |
6. 圧縮成形 熱硬化性樹脂の専門化
テクニカル・シーケンス
- プリフォームの準備 SMC/BMC切断
- 金型の装填 80-120℃予熱
- 硬化：100～200kg/cm²、2～15分
- ポストキュア：150℃で1～4時間（オプション）
材料特性
| コンポジット・タイプ | 繊維含有量 | 強度 (MPa) |
| SMC | 25-30% ガラス | 80-120 |
| BMC | ガラス15～25 | 40-70 |
| GMT | ガラス30～40 | 100-150 |
7. 構造発泡成形： 軽量化ソリューション
プロセスの特徴
- 軽量化： ソリッド部品と比較して15-30
- 表面仕上げ クラスB SPI（テクスチャー加工）
- 寸法安定性：24時間後に±0.3
機材要件
| 部品サイズ | クランプ力 | ガス噴射システム |
| <5kg | 50～100トン | 窒素 |
| 5-20kg | 100～300トン | 化学発泡剤 |
| >20kg | 300～600トン | ハイブリッド・システム |
8. インサート成形 ハイブリッド部品製造
デザイン・ガイドライン
- インサート材料 ステンレススチール、真鍮、セラミック
- プラスチックの選択 高温用PPS、耐薬品性用PEEK
- 接着方法： 接着剤よりもメカニカル・インターロックが望ましい
品質基準
- 引張試験の要件： 医療機器には最低50N
- 電気的連続性： <0.5Ωのコネクタ抵抗
- 密閉シール ヘリウムリークテスト <1×10^-6 mbar-L/s
比較プロセス選択マトリックス
| プロセス | 経済量 | 金型リードタイム | 素材オプション | 寸法精度 |
| 注射 | 10k+ | 4～8週間 | 200+ | ±0.005mm |
| 押出 | 連続 | 2～4週間 | 30 | ±0.1mm |
| ブロー | 5k+ | 6～10週間 | 15 | ±0.2mm |
| 回転 | 500+ | 3～5週間 | 10 | ±0.5mm |
プラスチック成形サービスに関する10の専門家によるFAQ
Q1: 射出成形と圧縮成形のどちらを選べばよいですか？
A: 熱可塑性プラスチックは射出成形（1,000個以上）、熱硬化性樹脂/複合材料は圧縮成形。
Q2: PE押出成形の最小肉厚はどのくらいですか？
A：フィルムは0.1mm、プロファイルは0.5mm。
Q3: ブロー成形でアンダーカットは可能ですか？
A: コラプシブルコアを使用しない場合、ドラフト角度は5°に制限される。
Q4: 厚い肋骨のヒケを減らすには？
A: リブと壁の比率を60%以下に保ち、ガスアシストを使用する。
Q5: 回転成形ではどのような表面仕上げが可能ですか？
A: 通常はSPI C-1～D-3で、テクスチャーの再現率は90%まで。
Q6: 熱成形と射出成形の精度はどのくらい違いますか？
A：重要寸法で±0.2mm対±0.05mm。
Q7: 材料交換が最も速い工程はどれですか？
A: 熱成形（材料と材料の間に15～30分）。
Q8: 構造用フォームで可能な最大の部品は何ですか？
A：600トンプレスで最大4m×2.5m×1m。
Q9: インサート成形の接着強度を検証する方法は？
A：ASTM D4541による23℃および85℃での引き剥がし試験。
Q10: なぜBFY金型と提携するのですか？
- 5～600トンまでの50以上の成形システム
- 平均リードタイム25日の社内金型
- 製剤試験のための材料科学研究所
