射出成形材料の選択: エンジニア向けの完全なガイド

射出成形は、プラスチック部品の最も人気のある製造プロセスの1つですが、成功した生活または死亡 射出成形材料の選択. 間違った素材を選びます, そして、あなたの部分はストレスの下で割れるかもしれません, 高温で溶けます, または、業界の基準を満たしていない. 正しいものを選んでください, そして、あなたは耐久性があります, プロジェクトのニーズに最適な費用対効果の高い部品. このガイドは、射出成形材料を選択する方法を分類します, 重要な材料オプション (彼らの強みと用途で), 実世界のケーススタディ, 間違いを避けるための段階的な選択プロセス.

射出成形材料の選択が重要な理由 (料金, 品質, 安全性)

射出成形材料を選択することは、プラスチックを選ぶだけではありません。それは、材料の特性をあなたの部品の目的に合わせることです. 悪い選択は、3つの大きな問題につながる可能性があります:

1. コストの増加: 素材が弱すぎる場合 (例えば。, 負荷をかけるブラケットにPLAを使用します), 部品を作り直したり交換したりする必要があります。時間とお金を浪費する必要があります.
2. 品質障害: その環境を処理できない材料 (例えば。, 高温エンジン部品にLDPEを使用します) 割れます, ワープ, またはすぐに劣化します.
3. 安全リスク: 医療または食品接触部品用, 認定されていない材料を使用します (例えば。, 非食品グレードPVC) 汚染または害を引き起こす可能性があります.

例: 玩具会社はかつて低品質の腹筋を使用していました (耐衝撃性ではありません) 子供のビルディングブロック用. ブロックは簡単に壊れました, そのコストにつながります $200,000. インパクトの高いABSに切り替えると、問題が修正されました。.

射出成形材料を選択する際に考慮すべき重要な要素

特定の材料に飛び込む前に, あなたは答える必要があります 5 中核的な質問 - これらはあなたのオプションを絞り込み、あなたがあなたのプロジェクトに役立つ資料を選ぶようにします.

1. 機械的要件 (強さ, 柔軟性, 耐久性)

あなたの部分の仕事は、必要な機械的特性を決定します. 例えば:

• 負荷を含むブラケットのニーズ 高い引張強度 (引っ張る力に抵抗する).
• 電話ケースが必要です 耐衝撃性 (滴を生き延びます).
• ガスケットのニーズ 柔軟性 (しっかりと密封します).

ヒント: 部品が複数のプロパティが必要な場合 (例えば。, 強さ + 柔軟性), PC-ABSのようなブレンドを探してください (PCの強度とABSの耐衝撃性を組み合わせます).

2. 環境条件 (温度, 化学物質, 天気)

あなたの部品はどこで使用されますか? 車のエンジンの部分は熱を処理する必要があります, クリーニング製品の一部は化学物質に抵抗する必要がありますが.

3. 美的ニーズ (色, 透明性, 仕上げる)

あなたの部分は見栄えが良くなる必要がありますか? 透明な部品 (例えば。, ウォーターボトル) 透明な材料が必要です, ブランドパーツには一貫した色が必要です.

4. 料金 (材料価格 + 処理コスト)

材料の価格は、安価なLDPEから価格が大きく異なります (\(1- )2 kgあたり) 高価な覗き見に (\(80- )100 kgあたり). ただし、物質的なコストを見ないでください: 処理コストも重要です.

• 簡単に処理できる素材 (例えば。, 腹筋, pp) 成形コストが低い (より速いサイクル時間, ツールの摩耗が少ない).
• 処理が困難な素材 (例えば。, ピーク, PEI) より高い温度と特殊なツールが必要です.

5. 規制のコンプライアンス (安全のための認定)

特定の産業には、材料に関する厳格な規則があります. 例えば:

• 食品接触部品: FDAまたはEUが必要です 10/2011 認証 (HDPEのような材料, PP資格).
• 医療部品: 生体適合性認証が必要です (ISO 10993) (PLAのような材料, Peek資格).
• 自動車部品: 炎のリターン剤または耐熱性認定が必要です (PPSのような材料, PC-ABS資格).

警告: 規制された部品に認証されていない材料を使用しないでください。これは罰金や製品のリコールにつながる可能性があります.

上部の射出成形材料 (プロパティ, 用途, ケーススタディ)

以下は、最も一般的な射出成形材料です, 重要なプロパティを使用します, 最良の用途, および実際の例. 選択を容易にするために、それらをカテゴリごとに整理しました.

1. 汎用プラスチック (低コスト, 汎用性)

これらの素材は安いです, 処理が簡単です, 極端なプロパティを必要としない単純な部品で働く.

腹筋 (アクリロニトリルブタジエンスチレン)

• キープロパティ: 耐衝撃性が高い, 厳しい, スクラッチ耐性, 低融点 (180–230°C).
• 最良の用途: 消費財 (電話ケース, おもちゃ), 自動車部品 (グローブボックス), エレクトロニクス (キーボード).
• ケーススタディ: ABSを使用するためにABSを使用したエレクトロニクスブランド 100,000 キーボードフレーム. ABSの耐衝撃性は、輸送中の亀裂を防ぎました, そして、その簡単な染色でブランドに提供されます 5 色. 総コストはそうでした $3 フレームごとに、PCの使用コストを除く.

HDPE (高密度ポリエチレン)

• キープロパティ: 軽量, 化学耐性, 水浸漬可能, 食品グレード.
• 最良の用途: 食品容器 (牛乳の水差し), パイプ, 医療機器 (シリンジバレル).
• ケーススタディ: 酪農会社はHDPEを使用しました 500,000 牛乳の水差し. HDPEの化学耐性は牛乳を新鮮に保ちました, そして、その食品グレード認証はFDA基準を満たしました. 水差しの費用 $0.50 それぞれ - ペットよりも安く、より耐久性があります.

pp (ポリプロピレン)

• キープロパティ: 耐湿性, フレキシブル, 耐衝撃性, 食品グレード.
• 最良の用途: 食品容器 (ヨーグルトカップ), パッケージング, 自動車部品 (バンパー), 医療機器 (フェイスマスクフレーム).
• ケーススタディ: 医療供給会社はPPを使用しました 1 百万のフェイスマスクフレーム. PPの柔軟性により、マスクがさまざまな顔の形を合わせることができます, そして、その水分抵抗は汗からの分解を防ぎました. フレームのコスト $0.10 それぞれ - 大量生産に手に入れることができます.

2. エンジニアリングプラスチック (高性能, 耐久性)

これらの材料は、汎用プラスチックよりも優れた機械的または環境特性を持っています。.

PC (ポリカーボネート)

• キープロパティ: 透明, 耐衝撃性が高い, 耐熱性 (最大130°C), 強い.
• 最良の用途: 眼鏡レンズ, ウォーターボトル, 自動車部品 (ヘッドライトカバー), エレクトロニクス (ラップトップケーシング).
• ケーススタディ: ラップトップブランドはPCを使用しました 200,000 ラップトップケーシング. PCの透明性により、ブランドがLEDライトを追加できます, そして、その衝撃抵抗は生存して生存しました 1 メーター. ケーシングコスト $4 それぞれ - 腹筋よりもはありますが、耐久性については価値があります.

PA 66 (ナイロン 66)

• キープロパティ: 剛性, 耐摩耗性, 高い融点 (250–260°C), 炭化水素に耐性があります.
• 最良の用途: 可動部品 (ギア, ベアリング), 自動車部品 (燃料ライン), 産業コンポーネント (バルブ).
• ケーススタディ: 自動車サプライヤーがPAを使用しました 66 のために 50,000 ギアパーツ. PA 66の耐摩耗性ギアを長続きさせます 100,000 マイル (ABSギアの2倍), 炭化水素抵抗はエンジンオイルを処理しました. ギアのコスト $2 それぞれ - 寿命が長くなることによって正当化されます.

PC-ABSブレンド

• キープロパティ: PCの強度/耐熱性とABSの耐衝撃性/処理の容易さを組み合わせる.
• 最良の用途: 自動車部品 (ダッシュボードパネル), エレクトロニクス (テレビフレーム), 消費財 (電動工具ケース).
• ケーススタディ: PC-ABSを使用した電動工具ブランド 100,000 ドリルケーシング. PC-ABSは滴を生き延びました (耐衝撃性) モーターから熱を処理しました (耐熱性). ケーシングコスト $3.50 それぞれ - 純粋なPCよりも速く、純粋な腹筋よりも耐久性があります.

3. 高性能プラスチック (極端な条件)

これらの材料は極端な熱を処理します, 化学物質, またはストレス - 航空宇宙のために使用, 医学, または産業用アプリケーション.

ピーク (ポリエーテルエーテルケトン)

• キープロパティ: 高耐熱性 (最大250°C), 化学耐性, 生体適合性, 強い.
• 最良の用途: 医療インプラント (脊髄融合部品), 航空宇宙コンポーネント (エンジン部品), 工業部品 (高温バルブ).
• ケーススタディ: 医療機器会社がPeekを使用しました 10,000 脊髄インプラント. Peekの生体適合性は拒絶を妨げました, その強度は骨密度と一致しました. インプラントのコスト $50 それぞれ - 安価ですが、患者の安全性にとって重要です.

PEI (ポリutimide)

• キープロパティ: 耐熱性 (最大190°C), 炎のリターン剤, 強い, 低水分吸収.
• 最良の用途: 航空宇宙部品 (ワイヤー断熱), 自動車部品 (温度センサー), エレクトロニクス (回路基板).
• ケーススタディ: 航空宇宙会社がPEIを使用しました 5,000 ワイヤー断熱部品. PEIの耐熱性はエンジン温度を処理しました, そして、その炎の遅延は安全基準を満たしました. 部品のコスト $15 それぞれ - リスクの高いアプリケーションには必要ありません.

4. 柔軟なプラスチック (エラストマー)

これらの材料は柔らかく弾力性があり、シール用のidealです, ガスケット, または曲がる必要がある部品.

TPE (熱可塑性エラストマー)

• キープロパティ: フレキシブル, 涙抵抗性, 耐摩耗性, 処理が簡単です.
• 最良の用途: アザラシ (水筒のふた), グリップ (ツールハンドル), おもちゃ (ソフトエッジ).
• ケーススタディ: TPEを使用したツールブランド 200,000 ツールグリップ. TPEの柔軟性により、グリップは快適に保持できました, そして、その耐摩耗性は摩耗を防ぎました. グリップコスト $0.80 それぞれ - ゴムよりも速く、成形しやすい.

TPV (熱可塑性加硫)

• キープロパティ: 耐久性, 溶媒耐性, 耐候性, 軽量.
• 最良の用途: 自動車部品 (ガスケット, ショックアブソーバー), 消費財 (靴底), 工業部品 (ホースシール).
• ケーススタディ: 自動車メーカーがTPVを使用しました 500,000 ドアガスケット. TPVの気象抵抗により、太陽/雨による割れが防止されました, その溶媒抵抗は洗浄化学物質を処理しました. ガスケットのコスト $1 それぞれ - ゴムガスケットの2倍の長さ.

段階的な射出成形材料選択プロセス

これらに従ってください 4 完璧な素材を選ぶための手順 - 必要はありません.

ステップ 1: あなたの部品の交渉不可能な要件をリストします

必要なプロパティを書き留めることから始めます:

• 例: 「食品グレード, 透明, 耐衝撃性, 下の費用 $3 kgあたり。」

ステップ 2: 要件ごとに材料をフィルターします

上記のテーブルを使用して、オプションを絞り込みます. 上記の例については, 考えられる材料はHDPEです (食品グレード, しかし、透明ではありません) またはPC (透明, 耐衝撃性, しかし、コスト \(4- )6 kgあたり) またはペット (食品グレード, 透明, 料金 \(3- )5 kgあたり).

ステップ 3: 2〜3のトップ材料を含むプロトタイプをテストします

プロトタイピングをスキップしないでください! 小さなバッチを作成します (10–20部品) あなたのトップの素材で、それらをテストしてください:

• 食品部品用: FDA規格を満たしているかどうかを確認してください.
• 耐衝撃性のある部品の場合: ドロップテストして、壊れるかどうかを確認します.

例: ウォーターボトルブランドは、PETおよびPCのプロトタイプをテストしました. ペットは安くなりました (\(3 kgごとに. \)5 PC用) そして、FDAの基準を満たしました - 彼らはペットを選びました.

ステップ 4: 最終化して検証します

素材を選んだら, 確認する:

• すべての規制要件を満たしています.
• 総コスト (材料 + 処理) あなたの予算に適合します.
• 素材は、必要な色/グレードで利用できます.

射出成形材料の選択に関するYiguテクノロジーの視点

Yiguテクノロジーで, クライアントが射出成形材料の選択の騒音を切り抜けるのを助けます. 私たちは、食品容器であろうと航空宇宙コンポーネントであろうと、彼らのその部分の目的を理解することから始めます。. 一般的な部分, 手頃な価格にはABSまたはPPをお勧めします; 高性能のニーズのため, ピークまたはPC-ABS. また、完全生産の前に材料を検証するためのプロトタイプテストも提供しています, 費用のかかる間違いを避けます. 私たちのチームは物質的な仕様を共有しています (HDPEの化学耐性やTPEの柔軟性のように) 事前, そのため、クライアントは情報に基づいた選択を行います. 私たちのために, 適切な材料はプロパティだけではありません - それはあなたのパートを機能させることです, 最後, そして、あなたの予算に合わせてください.

射出成形材料の選択に関するFAQ

1. 大量の部品用の最も安価な射出成形材料は何ですか?

LDPE (低密度ポリエチレン) 最も安いです - コスト \(1- )2 kgあたり. 処理は簡単で、ビニール袋のようなシンプルな部品で動作します, おもちゃ, または基本的なコンテナ. より多くの強度が必要な部品の場合 (例えば。, 食品容器), HDPE (\(1- )2 kgあたり) より良い安価なオプションです.

2. 射出成形と3D印刷の両方に同じ材料を使用できますか?

いくつかの材料は、腹筋のように両方で機能します, プラ, またはペット. しかし、射出成形グレードはしばしば異なります (例えば。, 射出成形ABSは、成形を容易にするために溶融流が高くなります). 射出成形に3D印刷フィラメントを使用すると、部分品質が低下する可能性があります (例えば。, 反り). 常に射出成形用に特別に設計された材料グレードを使用してください.

3. 医療射出成形部品にはどの材料を使用する必要がありますか?

生体適合性を使用します, ISO 10993認定材料. 一番の選択肢が含まれます:

• プラ (生分解性, 縫合のような一時的なインプラントに適しています).
• ピーク (強い, 耐熱性, 脊椎部品のような永久インプラントに適しています).
• HDPE (食品グレード, シリンジバレルなどの医療機器に適しています).

使用前に資料が適切な認定を受けていることを常に確認してください.