適切な射出成形材料を選択するにはどうすればよいですか?

適切な材料の選択射出成形金型加工は射出成形に重大な影響を及ぼし、プラスチック製品の生産効率、コスト、品質に影響を与えます。このブログでは、金型材料の選択基準を包括的に検討し、さまざまな材料と金型材料間の相互作用について詳しく説明します。これらの洞察は、メーカーや設計者が情報に基づいた意思決定を行い、射出成形生産を最適化するのに役立ちます。

射出成形金型は、射出成形プロセス中の高圧および高温に耐えられる材料で作られている必要があり、また射出する必要があるプラスチックの種類と互換性がある必要があります。金型材料の正しい選択は、金型の寿命に影響を与えるだけでなく、最終製品の美観と構造的完全性にも影響します。

適切な射出成形材料を選択するには、次の重要な要素を考慮する必要があります。

熱伝導率: 高い熱伝導率は金型を急速に冷却することでサイクルタイムを短縮するのに役立ち、生産効率を維持するために不可欠です。

耐摩耗性: 金型材料は、プラスチックの連続的な流れによって引き起こされる摩耗、特に研磨材が充填された材料に耐える必要があります。

耐食性: 一部のプラスチックは腐食性物質を放出する可能性があります。このような条件下では、劣化を防ぐために、腐食環境に耐えられる金型材料を選択する必要があります。

費用対効果: 材料コストは重要な要素であり、特に部品コストを最小限に抑える必要がある大規模生産では重要です。

機械加工性: 加工が容易な材料は、金型の製造にかかる時間とコストを大幅に削減できます。

一般的な射出成形材料

の製造に一般的に使用されるいくつかの金属材料射出成形金型、それぞれに独自の特性と利点があります

鉄鋼製品:

金型鋼: 通常、金型鋼の種類は固定されたモデルではなく、その目的や性能特性に応じて異なります。金型鋼の種類が異なれば、特性や用途も異なります。一般的な金型鋼の種類には次のようなものがあります。

- P20 鋼: P20 は、優れた切削性能、耐摩耗性、耐熱性を備えた汎用プラスチック射出成形用鋼です。通常、大型で複雑なプラスチック部品の製造に使用されます。

・H13鋼：H13は耐熱性、耐摩耗性に優れた熱間金型用鋼で、高温環境下でのダイカストや射出成形に適しています。

- S136鋼：S136は、耐食性と耐酸化性に優れたステンレス鋼の金型鋼で、透明なプラスチック製品や医療機器の製造によく使用されます。

- 718 鋼: 718 は、自動車部品や家電製品の筐体などの高温プラスチック製品の製造に適した耐熱プラスチック金型鋼です。

ステンレス鋼: 優れた耐食性により好まれており、特に医療用途や腐食性プラスチックを使用する場合に適しています。射出成形金型に使用される一般的なステンレス鋼には次のものがあります。

・SUS420J2：硬度、耐摩耗性に優れ、一般の射出成形金型の製造に適しています。

・SUS304：耐食性に優れており、生産要求が高く、表面品質が良好なプラスチック製品に適しています。

・SUS316：耐食性が高く、医療機器や食品容器など、要求の高いプラスチック製品の製造によく使用されています。

・NAK80：耐摩耗性、耐食性に優れており、光学部品、電子部品などの精密プラスチック製品の製造に適しています。

アルミニウム合金：アルミニウム合金材料は、軽量で熱伝導率が良いという特徴があり、ラピッドプロトタイピング製造、小ロット生産、良好な加工性能が要求される射出成形金型の製造に適しています。射出成形金型に使用される一般的なアルミニウム材料には次のものがあります。

・7075アルミニウム合金：強度と硬度に優れ、より高い耐摩耗性や耐熱性が要求されるプラスチック製品の製造に適しています。

- 6061 アルミニウム合金: 優れた加工性と強度を備えており、低から中程度の複雑さの射出成形金型の製造に一般的に使用されます。

- 2024 アルミニウム合金: 高い強度と切削性能を備え、高速射出成形金型の製造に適しています。

ベリリウム銅合金: 優れた熱伝導性や高い寸法安定性が必要な特定の金型領域に使用されるこの材料は、強度と硬度も備えています。

金型材料が特定の種類のプラスチックとどのように相互作用するかを理解することは、材料選択プロセスの指針となります。参考までに、一般的に使用されるエンジニアリング熱可塑性プラスチックの特性をいくつか示します。

1. アクリルエステル (PMMA): 一般にアクリルとして知られており、成形プロセス中に正確な温度制御が必要です。安定した温度を維持できる金型用鋼が一般的に使用されます。

2. アクリロニトリル ブタジエン スチレン (ABS): ABS は耐摩耗性があり、摩耗に耐えるためには硬化鋼などの耐摩耗性材料で作られた金型が必要です。

3. ナイロン (ポリアミド、PA): ナイロンは吸湿性と腐食性があります。したがって、金型の腐食を防ぐためにステンレス鋼の金型が一般的に使用されます。

4. ポリカーボネート (PC): PC は靭性が高く、高温の金型が必要です。熱安定性の良い金型鋼を優先的に選択してください。

5. ポリエチレン (PE) およびポリプロピレン (PP): これら 2 つの材料は耐摩耗性が低く、アルミニウムまたはプリハードン鋼を使用して短いサイクルで製造できます。

6. ポリオキシメチレン (POM): POM は剛性が高いことで知られており、高い加工温度に耐えられる鋼製金型で加工できます。

7. ポリスチレン (PS): 冷却性能に優れているため、脆い PS はアルミニウムの金型によく成形されます。

8. 熱可塑性エラストマー (TPE) および熱可塑性ポリウレタン (TPU): これらの材料には、その弾性と粘度を処理できる金型が必要です。通常は、簡単に脱型できるように特殊なコーティングが施されたスチール金型が使用されます。