設計から部品作成に移行するときは、部品の製造方法を決定する必要があります。 最良のケースは、設計プロセス中にこれを考慮し、設計がプロセスの1つに対して最適化されていることです。開発ライフサイクルでは、正しい選択が実際に変わる可能性があることを忘れないでください。 2つの一般的な方法は、CNC機械加工と射出成形です。 2つから選択する場合、それぞれに長所と短所があります。
このブログでは、プラスチック射出成形または精密プラスチック加工を使用するかどうかの決定に影響を与える要因について説明します。
精密プラスチック加工と射出成形のプロセス
CNC機械加工：
CNC機械加工は通常、必要な材料の一部から始まり、材料層を一度に1つずつ正確に除去します。 このプロセスにより、ほとんど制限なしに多くの異なる材料を使用できます。 さらに、それはコンピュータによって制御されるので、非常に正確な公差を達成することができます。
射出成形：
名前が示すように、このプロセスには、金型に材料を注入することが含まれます。 これは、原材料を溶かし、高圧下で型に押し込むことによって行われます。 次に、成形品を金型内で冷却してから、金型から取り出します。 次のセクションのプロセスを繰り返します。
射出成形の長所と短所。
射出成形とCNC機械加工を比較対照するには、まず射出成形の長所と短所を理解する必要があります。 以下は、CNC機械加工と射出成形の長所と短所の詳細な紹介であり、次のプロトタイプまたは部品の製造に最適な選択を行うのに役立ちます。
射出成形の利点
ほぼ同一の部品を多数製造する場合、ほとんどのメーカーは射出成形を選択します。 このプロセスは、おもちゃから自動車のエンジン部品まで、成形可能なプラスチックで大量生産する必要のあるものすべてをサポートします。
射出成形ではさまざまな材料が提供されており、高性能プラスチック部品の需要を満たすために、より多くの材料が定期的に作成されています。 CNC機械加工では、TPEまたはゴム材料を必要とする柔らかい部品には対応できませんが、射出成形には対応できます。
射出成形のデメリット
バッチが大きい場合、1枚の射出成形の価格は低くなります。 射出成形用の実際の金型の製造に関連するコストは、立ち上げコストを押し上げます。 ガラス繊維強化プラスチックなどの特定の材料では、圧力の上昇に対応するために、硬化した工具鋼で作られた型が必要です。
射出成形のもう1つの欠点は、部品交換に関連するコストであり、通常、新しい工具または金型の製造が必要になります。 さらに、金型は2つの半分で構成されており、射出のために組み合わせる必要があるため、表面に欠陥が生じる可能性があります。 噴射システムは材料に気泡を導入し、さらなる欠陥を引き起こします。
特に部品の大量生産において、射出成形を使用する理由はたくさんあります。 製品の使用法、材料の仕様、および必要な数量によっては、CNC機械加工が高品質のプラスチック部品を購入するためのより良いソリューションを提供する場合があります。
どのプロセスがあなたに適していますか？
一般的に言えば、これは複数の異なる特性間のトレードオフと見なすことができます。 速度、体積、材料、公差/表面仕上げ、および設計。 これらはそれぞれ、あるプロセスと別のプロセスを使用したゲート製造である場合があり、製造するために部品の変更が必要になる場合もあります。
スピード：
これが最も簡単です。 部品点数が少ない場合は、CNC加工が最速です。 2週間で10個の部品が必要な場合は、CNC機械加工が唯一の解決策になる可能性があります。 4か月で50,000個の部品が必要な場合は、射出成形が最適です。 射出成形は、金型を作成し、部品が許容範囲内にあることを確認するのに時間がかかります。 これには、数週間から数か月かかる場合があります。 これが行われた後、金型を使用してパーツを作成することは非常に高速なプロセスです。 射出成形への先行投資は、かなりの利益を得るでしょう。
容積
これは時間とは何の関係もないことを見てみましょう。 代わりに、ここでの主な焦点は各部品の価格です。 どちらが安いかは数量によって異なります。 何百もの部品が必要な場合、CNCの方が安くなります。 あなたは価格からいくらかの量的な利益を得ますが、あなたは通常数から百の部分の間を見るでしょう。 ボリュームが大きい場合、ボリュームから追加のメリットは得られません。 これは、製造された部品の数に基づいてセットアップコストを割り当てるためです。
射出成形部品の各部品の実際のコストは、機械加工部品よりもはるかに安価です。 残念ながら、射出成形の場合、金型の作成はかなりの初期費用になる可能性があります。 この比率は、各部品のコストを決定するために製造された部品の数に分散されます。 一定量の場合、金型の初期費用が高くても、射出部品は機械加工部品よりも安価です。 より多くの部品が製造されるにつれて、コストギャップは大きくなります。 この交差は、100パーツから約5000パーツまで発生する可能性があります。
材料：
CNC機械加工は、部品の製造に使用できるより多くの材料の選択肢を提供します。 高性能プラスチックまたは特定のプラスチックが必要な場合、これは非常に重要な決定要因となる可能性があります。 一般的に言って、硬いプラスチックは柔らかい材料よりも加工が簡単です。
射出成形部品の場合、材料の選択がさらに制限される場合があります。 射出成形では、ますます高性能な材料が検討されています。 ソルベイは、さまざまな成形可能なプラスチックを扱う会社の1つです。 一部の素材は加工できませんが、形を整えることはできます。 ゴムやその他の柔軟な材料はこのカテゴリに分類されます。
公差/表面仕上げ：
この利点は、CNC加工にも反映されています。 ほとんどの材料では、より厳しい公差を維持でき、より良い表面仕上げを得ることができます。 射出成形の利点の1つは、バッチ間の再現性です。 金型は、最小限の摩耗で何百万もの部品に耐えることができます。 これにより、あるバッチから次のバッチまでパーツをほぼ同じにすることができます。 CNC機械加工では、各部品が作成される機械に配置され、より多くの変動が見られます。
設計
カスタムプラスチック部品の設計が近い将来変更される場合、高価な金型に投資することは経済的に非効率的です。 デザインを変更する場合は、部品を加工するのが最適です。 使用されなくなった金型に数千ドルを費やすことを回避できるだけでなく、 いつでもデザインを変更できるというメリットがあります。 ご存知のように、プラスチック加工はより柔軟な製造プロセスです。
場合によっては、これら2つのプロセスを連続して使用できることは注目に値します。 パーツアプリケーションにストックコンポーネントが含まれている場合、コンポーネントは追加または代替機能も提供する必要があります（アップグレードされた車のオプションなど）。 金型のコストを最小限に抑える手法は、ベンチマーク金型を処理し、可能な限り多くのベースを作成することです。その後、部品を再加工して追加機能を追加します。 既存の金型の再加工は、新しい金型を作成するよりも費用効果が高く、成形インサートを使用して、必要に応じて部品の設計を簡単に変更できます。
ご覧のとおり、機械加工と射出成形のどちらを選択するかは簡単ではありません。 公差、価格、および設計上の特徴に関して特定の利点が必要な場合は、部品の主な特徴が射出成形である2段階の操作を検討し、最終段階を実行するために2次加工オプションを完了する必要があります。 これは、2つのプロセスの利点を組み合わせた一般的な手法です。