プラスチック(樹脂)成形の概要とさまざまなプラスチック(樹脂)成形方法について

プラスチック(樹脂)成形の概要とさまざまなプラスチック(樹脂)成形方法について

ホーム > 技術情報一覧 > 月刊Design Tips >プラスチック(樹脂)成形の概要とさまざまなプラスチック(樹脂)成形方法について

 

※本シリーズは設計者の皆さまの学習にお役立ていただくために、一般的な製造手法のノウハウについてご紹介します。記事内でご紹介する内容はプロトラブズにて未展開のものも含まれます。

 


≪目次≫

1. プラスチック(樹脂)成形の概要

2. プラスチック(樹脂)の成形方法

(1)射出成形

(2)ブロー成形

(3)押し出し成形

(4)圧縮成形

(5)トランスファ成形

(6)真空成形

3. プラスチックの種類による成形方法の違い

(1)熱可塑性樹脂の成形方法

(2)熱硬化性樹脂の成形方法


プラスチック(樹脂)成形とは、熱を加えて溶かしたプラスチックを狙いの形に成形する加工法です。射出成形やブロー成形などさまざまな成形法があり、材料であるプラスチックの特性や狙いの製品形状などによって、使い分けられています。

この記事では、プラスチック(樹脂)成形の概要とさまざまなプラスチック(樹脂)成形方法について解説します。

 

1.プラスチック(樹脂)成形の概要

はじめに、プラスチック(樹脂)成形の概要をご紹介します。プラスチック(樹脂)を成形するは、溶かしたプラスチックを金型などを用いて所定の形にして固めます。使用するプラスチック材料や形状、完成品の用途に応じて、適した成形方法を選択する必要があります。

加工プロセスのなかで初めに行うのは、製品に求められる要求性能の検討です。そこから材料や成形法の選定をし、加工に用いる金型の準備、成形条件の検討を行います。ここまでできたら実際に成形を行い、必要に応じてバリ取りなどの二次加工を行うことで、製品が完成します。

プラスチック(樹脂)成形の品質を安定させるためには、成形時の温度や圧力、材料の投入量など、さまざまな成形条件を適切に管理することが重要です。また、不良品の原因となってしまう異物の混入にも十分注意して成形しましょう。

 

2.プラスチック(樹脂)の成形方法

プラスチック(樹脂)の成形方法にはさまざまな種類がありますが、ここでは代表的な成形方法について簡単にご紹介します。

 

(1)射出成形

射出成形は、加熱することで溶かしたプラスチックを、金型に注入、充填することで成形する方法です。プラスチックの中でも加熱することで溶けやすい熱可塑性樹脂の成形によく用いられ、さまざまな形状の製品を成形できるため、多くの量産品に使用されています。

 

(2)ブロー成形

ブロー成形は、ガラス細工などで使われる技術を応用した成形法で、溶かしたプラスチックの内側に空気を吹き込んで膨らませながら成形します。液体用の容器など、空洞のある製品の加工に適しており、ペットボトルもブロー成形で生産されています。

 

(3)押し出し成形

押し出し成形は、加熱し溶かしたプラスチックを押し出して連続的に成形する方法です。多くの加工法では金型の中で冷却しますが、押し出し成形では金型内部ではなく、押し出された後に冷却することで、製品となります。同一の断面形状で長い部品の製造に多く使用される成形法です。

 

(4)圧縮成形

圧縮成形はプラスチック(樹脂)成形法の中でも、もっとも古い成形法といわれており、加熱することで硬化する熱硬化性樹脂の成形に用いられます。製品の中に繊維や金具などを含ませることができますが、成形速度が遅く精度を高めることも困難なので、大量生産には向いていません。

 

(5)トランスファ成形

トランスファ成形は、熱硬化性樹脂の成形に用いられる方法の一つです。射出成形のように、やわらかくした樹脂を金型へ充填し硬化させることで成形する方法です。圧縮成形に比べると短時間で高性能な製品が作れますが、その分製造設備は比較的高価なものになります。

 

(6)真空成形

真空成形は、プラスチックのシートやフィルムを金型の上におき、材料と金型の間を真空状態にすることで金型に押し付ける成形法です。金型費を抑えることができますが、成形は片面しかできず複雑な形状は作れません。また、製品の肉厚を均一に作りにくいというデメリットがあります。

 

3.プラスチックの種類による成形方法の違い

プラスチックは主に、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂に分類できます。それぞれの樹脂が持つ特徴から、適している成形方法が異なります。どのような成形方法が選択されることが多いのか、解説します。

 

(1)熱可塑性樹脂の成形方法

熱可塑性樹脂は、加熱することで溶かすことができます。そこで、溶かした材料を金型内に充填し、それを金型の中で冷やすことで成形する方法が採用されています。具体的には、射出成形や押し出し成形、ブロー成形などを用いることが多いです。他にも、粉末成形や発泡成形、真空成形などが用いられます。

 

(2)熱硬化性樹脂の成形方法

熱硬化性樹脂は、加熱することで化学反応を起こし硬化するため、熱可塑性樹脂と同じ成形法を使うことができない場合があります。そこで、あらかじめ溶かした状態の熱硬化性樹脂を金型に入れ、そこからさらに加熱や加圧することで化学反応を起こし、材料を製品の形状で固めます。主に、圧縮成形やトランスファ成形、発泡成形などが用いられます。

まとめ

プラスチックはさまざまな製品に使われており、今後は金属からの置き換えなどでさらに用途を広げていく可能性が高いものです。「どの材料を使い、どの成形方法、成形条件であれば狙い通りの性能を実現できるのか?」という点が重要になってきます。

プラスチック(樹脂)成形と一言でいってもさまざまな成形方法があるため、この記事でご紹介したもの以外にも、どのような成形法があるのか確認しておくといいでしょう。また、材料ごとの特徴に合わせた成形方法についても、把握しておくことをおすすめします。