2つのショットモールディングまたは2Kモールディングとも呼ばれる2つのコンポーネントモールディングは、1つの部分に2つの異なる材料を組み合わせることができる非常に効率的な製造プロセスです。 2つのコンポーネント成形サプライヤーとして、私はこのプロセスに関連する利点と課題を直接目撃しました。このブログでは、2つのコンポーネントモールディングのパーツを設計する方法について、いくつかの重要な考慮事項とステップを共有します。
2つのコンポーネントモールディングの基本を理解する
設計プロセスに飛び込む前に、2つのコンポーネントの成形が何を伴うかを理解することが不可欠です。 2つのコンポーネントモールディングでは、2つの異なる熱可塑性材料を2つの別々のショットに単一のカビの空洞に注入します。最初の材料はベースパーツを形成し、2番目の材料が最初の部分またはその周りに注入され、単一の統合コンポーネントを作成します。このプロセスは、機能の強化、美学の改善、アセンブリコストの削減など、いくつかの利点を提供します。
シーケンシャルと同時成形など、2つのコンポーネント成形プロセスにはさまざまな種類があります。順次成形では、最初の材料が注入され、冷却され、2番目の材料が注入されます。一方、同時成形には、両方の材料を同時に注入することが含まれます。プロセスの選択は、使用される材料、部分ジオメトリ、最終製品の望ましい特性など、さまざまな要因に依存します。
材料の選択
2つのコンポーネントモールディングの部品を設計する上で最も重要な側面の1つは、材料の選択です。 2つの材料は、物理的および化学的特性の観点から互いに互換性がなければなりません。たとえば、同様の融点、熱膨張係数、および接着特性が必要です。
材料を選択するときは、次の要因を検討してください。
- 機能：材料は、部品の機能要件を満たす必要があります。たとえば、部品が柔軟である必要がある場合、材料の1つは熱可塑性エラストマーである可能性があります。硬くて強力である必要がある場合、高い筋力エンジニアリングプラスチックがより良い選択かもしれません。
- 接着：2つの材料間の良好な接着は、最終部分の完全性に不可欠です。一部の材料は自然に結合しますが、他の材料は表面処理または接着剤の使用を必要とする場合があります。
- 美学：部品の外観も重要な考慮事項です。 2つの素材の色とテクスチャーは、互いに補完して、望ましい視覚効果を実現する必要があります。
部分ジオメトリ
部品のジオメトリは、2つのコンポーネントモールディングの成功に重要な役割を果たします。ここにいくつかの重要な幾何学的な考慮事項があります：
- 壁の厚さ：材料の適切な充填と冷却を確保するには、均一な壁の厚さが不可欠です。壁の厚さが変化すると、ワーピング、シンクマーク、不完全な詰め物などの問題につながる可能性があります。
- アンダーカットと機能：アンダーカットは、2つのコンポーネントモールディングで成形するのが難しい場合があります。可能であれば、アンダーカットを最小限に抑えるために部品を設計するか、サイドアクションや折りたたみ式コアなどの特別な成形技術を使用します。
- インターロック機能：2つの材料間の結合を改善するには、設計にインターロック機能を組み込むことを検討してください。これらの機能は、材料間の化学結合に加えて、機械的なインターロックを提供できます。
成形用のデザイン
2つのコンポーネントモールディングの部品を設計するには、成形プロセスを十分に理解する必要があります。ここにいくつかのデザイン - フォー - 成形原理：
- ゲートの場所：ゲートは、材料がカビの空洞に入るポイントです。適切なゲートの位置は、空洞の均一な詰め物を確保するために重要です。ゲートは、材料をパーツ全体にスムーズに均等に流れることを可能にする場所に配置する必要があります。
- 換気：注入プロセス中に、空気がカビの空洞から逃げられるようにするために、適切な換気が必要です。換気不足は、エアトラップを引き起こす可能性があり、パーツに欠陥を引き起こす可能性があります。
- 排出：部品は、金型からの簡単な排出を容易にするように設計する必要があります。これには、固定を防ぐために部品の壁にドラフト角を使用することが含まれます。
金型デザイン
金型設計は、2つのコンポーネントモールディングプロセスの重要な要素です。設計されたカビは、高品質の部品と効率的な生産を確保できます。考慮すべき金型設計のいくつかの側面は次のとおりです。
- カビの設計：カビの空洞は、2つの材料と成形プロセスに対応するように設計する必要があります。設計仕様を満たす部品を生成するための正しい寸法と許容値が必要です。
- ホットランナーシステム：ホットランナーシステムを使用して、材料の流れを金型キャビティに制御できます。これにより、部品の品質が向上し、スクラップの量を減らすことができます。
- ツーリングの複雑さ：金型ツールの複雑さは、コストと生産量とバランスをとる必要があります。高い量の生産の場合、より複雑なツールが正当化される場合がありますが、ボリューム生産量が少ない場合、よりシンプルなツールはよりコストがかかる場合があります。
テストと検証
部品の設計と金型の設計が完了したら、テストと検証を実施することが重要です。これには、プロトタイプ部品の作成と、機能、美学、耐久性についてテストすることが含まれます。テストの結果を使用して、設計または成形プロセスに必要な調整を行うことができます。
コストに関する考慮事項
コストは常に製品設計の重要な要素です。 2つのコンポーネントモールディングの部品を設計するときは、次のコスト - 関連する側面を検討してください。
- 材料コスト：2つの材料のコストは大幅に異なる場合があります。コストの選択 - パフォーマンスを犠牲にすることなく効果的な材料が非常に重要です。
- ツーリングコスト：金型ツールのコストは多大な投資になる可能性があります。ただし、生産コストの長期的な節約により、特にボリューム生産量が多いため、初期のツールコストが相殺される可能性があります。
- 生産コスト：生産コストには、サイクル時間、エネルギー消費、人件費などの要因が含まれます。成形プロセスを最適化すると、生産コストを削減できます。
結論
2つのコンポーネントモールディングの部品を設計するには、材料の選択、部分ジオメトリ、金型設計、コストなど、さまざまな要因を慎重に検討する必要があります。このブログで概説されている原則に従うことで、要件を満たす高品質の部品を生成する可能性を高めることができます。
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参照
- O. OlabisiとRa Weissによる「射出成形ハンドブック」
- I.ルービンによる「プラスチックと複合材料の成形」
- BASF、Dupont、Sabicなどの材料サプライヤーからの技術文献。
