オーバーモールド プロセスとオーバーモールド材料の適合性に関するガイド

オーバーモールドは、ある材料を別の材料の上に射出成形する製造プロセスです。オーバーモールドに使用される材料は結合する必要があるため、プラスチックは互いに適合する必要があります。材料の適合性は、化学的適合性に由来します。これは、材料が別の材料と接触したときの安定性の尺度です。 2 つの材料が接触して化学反応を起こすと、相溶性がなくなり、複数材料の射出成形には適しません。化学的に不適合な材料の場合、通常は確実な固定機能または機械的結合が推奨されます。これにより、化学結合なしで 2 つの材料が結合されます。

ここでは、オーバーモールド プロセスの概要を示し、他の同様の成形方法との違いを表で示します。オーバーモールド材料の適合性チャートが提供されており、見込みのある 2 つの材料が化学的または機械的に適合するかどうかを確認するのに役立ちます。

オーバーモールドとは

オーバーモールドは、ある材料を別の材料の上に射出成形する製造プロセスです。このプロセスでは、2 つ以上の別個の部品を製造するように設計された金型を使用し、一方の部品を他方の上に成形します。その結果、複数の素材と機能を備えた単一の統合コンポーネントが完成しました。

オーバーモールディングは、多くの場合、異なる色、質感、硬度など、異なる特性を持つ 2 つ以上の材料を組み合わせるために使用されます。また、グリップやソフトタッチ面を追加するなど、コンポーネントに機能を追加するためにも使用されます。

オーバーモールディングには、インサート オーバーモールディング、2 ショット オーバーモールディング、同時射出オーバーモールディングなど、いくつかのタイプがあります。インサート オーバーモールディングでは、インサート上に 1 つの材料を射出します。インサートは、別の材料で作られた成形済みコンポーネントです。 2 ショット オーバーモールディングでは、1 回の成形サイクルで 2 つの異なる材料を射出しますが、コインジェクション オーバーモールディングでは、2 つの異なる材料を同時に射出します。

オーバーモールドは、自動車、医療、消費者向け製品など、幅広い業界で使用される汎用性の高い製造プロセスです。単一の成形プロセスで複雑で機能的なコンポーネントを製造できるため、組み立ての必要性が減り、効率が向上します。

射出成形プロセス

射出オーバーモールド プロセスは、ある材料を別の材料の上に射出成形する製造プロセスです。これは、2 つ以上の材料を組み合わせたり、コンポーネントに機能を追加したり、複数の材料と機能を備えた単一の統合コンポーネントを作成したりするために使用される多用途のプロセスです。

射出オーバーモールディング プロセスには、通常、次の手順が含まれます。

1. 設計とツール: 射出オーバーモールディング プロセスの最初のステップは、金型と金型の設計と開発です。これには、コンポーネントの詳細な設計を作成し、適切な材料とプロセス パラメータを選択することが含まれます。次に、金型と工具を製造して、目的のコンポーネントを製造します。
2. 設定: 金型と金型が完成したら、射出成形機をオーバーモールディング プロセス用にセットアップします。これには、成形機への金型の設置、プロセス パラメータの設定、必要な材料と設備がすべて整っていることの確認が含まれます。
3. プリモールド: 場合によっては、オーバーモールド プロセスを開始する前に、プリ モールド プロセスが必要になることがあります。これには、別のコンポーネントの射出成形や、事前に成形されたコンポーネントの金型への挿入が含まれる場合があります。
4. 注入: オーバーモールディング プロセスは、最初の材料を金型に射出することから始まります。材料は金型に射出される際に加熱および加圧され、キャビティが充填され、コンポーネントの形状が形成されます。
5. オーバーモールド: 最初の材料が射出され、特定の温度まで冷却されると、2 番目の材料が最初の材料の上に射出されます。第２の材料は、典型的には、第１の材料の損傷を避けるために、より低い温度および圧力で注入される。
6. 冷却と排出: オーバーモールド プロセスが完了したら、金型を冷却し、コンポーネントを金型から取り出します。その後、コンポーネントは必要に応じて検査され、仕上げられます。

射出オーバーモールド プロセスは、複数の材料を使用して複雑で機能的なコンポーネントを製造するための、非常に効率的でコスト効果の高い方法です。

オーバーモールド材料

オーバーモールド プロセスで使用される材料は、製造されるコンポーネントの特定の要件によって異なります。

オーバーモールディングで使用される一般的な材料には次のものがあります。

熱可塑性樹脂

熱可塑性樹脂は、何度も溶かして形を変えることができるポリマーです。それらは、その汎用性と処理の容易さから、オーバーモールド用途で一般的に使用されています。オーバーモールディングで使用される一般的な熱可塑性樹脂には、次のものがあります。

• ポリエチレン
• ポリプロピレン
• ポリスチレン
• ポリカーボネート

エラストマー

エラストマーは、伸びて元の形状に戻る能力を持つポリマーです。これらは、コンポーネントに柔軟性とグリップを追加するために、オーバーモールディング アプリケーションで一般的に使用されます。オーバーモールディングで使用される一般的なエラストマーには次のものがあります。

• シリコーン
• TPE（熱可塑性エラストマー）
• TPU（熱可塑性ポリウレタン）

金属

金属は、通常、インサートまたは成形前のコンポーネントとして、オーバーモールディング アプリケーションでも使用できます。オーバーモールディングで使用される一般的な金属には、アルミニウム、真鍮、ステンレス鋼などがあります。

複合材

複合材料は、異なる物理的または化学的特性を持つ 2 つ以上の材料の組み合わせから作られる材料です。これらは、さまざまな材料の特性を組み合わせるために、オーバーモールディング アプリケーションで一般的に使用されます。オーバーモールディングで使用される一般的な複合材料には次のものがあります。

• ガラス繊維強化プラスチック（GFRP）
• 炭素繊維強化プラスチック（CFRP）

オーバーモールド用の材料の選択は、必要な強度、柔軟性、または外観など、製造されるコンポーネントの特定の要件によって異なります。材料の適合性とオーバーモールド プロセスの加工条件も考慮する必要があります。

オーバーモールド材料の適合性

化学結合

この結合プロセスは、化学的に適合する 2 つの材料が互いに強い結合を形成することを指します。すべての素材が互いにうまく機能するわけではないことに注意してください。

機械的連動

材料に互換性がない場合、希望する接着強度を達成できない場合、または繰り返し使用しても材料が剥がれないようにしたい場合はどうすればよいですか?この時点で、クラッド材を基板に物理的に固定する機械的インターロックを考案することは理にかなっています。これらをパーツに設計する方法はたくさんあります（下の写真を参照）。

オーバーモールディング材料の適合表

C = 化学結合
M = メカニカル ボンド (推奨)

オーバーモールディング プロセスの利点と用途は何ですか?

オーバーモールドには、次のようないくつかの利点があります。

• 組立の削減: オーバーモールドにより、1 回の成形プロセスで複雑で機能的なコンポーネントを製造できるため、組み立ての必要性が減り、効率が向上します。これにより、コスト削減と製品品質の向上につながります。
• 改善された機能: オーバーモールディングでは、異なる色、質感、硬度など、異なる特性を持つ 2 つ以上の材料を組み合わせることができます。これにより、コンポーネントの機能とパフォーマンスが向上し、外観も向上します。
• 耐久性の向上: オーバーモールドは、保護層を追加するか、硬い外層を柔らかい内層に追加するなど、異なる特性を持つ材料を組み合わせることで、コンポーネントの耐久性を向上させることができます。
• カスタマイズ: オーバーモールドにより、さまざまな素材や色を使用できるようにすることで、コンポーネントのカスタマイズが可能になります。これは、美学やブランディングが重要なアプリケーションで役立ちます。
• 汎用性: オーバーモールドは、自動車、医療、消費者向け製品など、幅広い産業や用途で使用できる汎用性の高いプロセスです。小型および大型のコンポーネントの製造に適しており、さまざまな材料で使用できます。

オーバーモールドによって生み出される製品は、私たちの日常生活のいたるところに見られます。ここでは、オーバーモールディングが一般的に使用される 5 つの主な用途に分類しました。

• 自動車: オーバーモールドは、自動車業界で、複数の材料と機能を備えた部品やコンポーネントを製造するために一般的に使用されています。たとえば、オーバーモールドは、ダッシュボード コンポーネント、ドア ハンドル、ハンドル グリップの製造に使用されます。
• 医学: オーバーモールドは、耐久性、柔軟性、およびグリップ力を強化したコンポーネントを製造するために、医療業界で使用されています。注射器、カテーテル、チューブなどの医療機器の製造に広く使用されています。
• 消費者製品: オーバーモールドは、機能性、耐久性、および美学を追加するために消費者向け製品の製造に使用されます。電化製品、電子機器、スポーツ用品の部品を製造するために一般的に使用されています。
• 工業用: オーバーモールドは、パフォーマンスと耐久性を向上させたコンポーネントを製造するために工業産業で使用されています。ギア、ベアリング、シールなどの機器や機械の部品やコンポーネントを製造するために一般的に使用されています。
• 航空宇宙: オーバーモールドは、航空宇宙産業で軽量で機能的なコンポーネントを製造するために使用されます。コックピット コントロールやインストルメント パネルなど、航空機や宇宙船の部品やコンポーネントの製造に一般的に使用されています。

オーバーモールド対。インサート成形

インサート成形はオーバーモールドの一部です。ここでは、すべてのインサート成形がオーバーモールドであると言えますが、すべてのオーバーモールドがインサート成形であるとは限りません。それらの違いを理解するには、表で説明する方がよいでしょう。

	インサート成形	オーバーモールド
インジェクションタイプ	金型に金属を入れる工程です。	このプロセスでは、複数の材料を注入して 1 つのパーツを作成します。
例	医療機器、自動車のダクト、真空ホースのコネクター、重量部品、フィルター。	電動工具とハンドツール、おもちゃ、PCB、車のハンドル、電話、RFID。
利点	組み立て時間はオーバーモールドよりも速い このプロセスにより、部品のサイズと重量が削減されます 費用対効果が高い	安定した仕上がり 長い耐久性 安全 成形後の製造よりも費用対効果が高い

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