シリコーン部品の製造:圧縮成形とLSR射出成形の比較

シリコーン部品は、いくつかの成形プロセスによって製造できますが、圧縮成形と液体シリコーンゴムの射出成形は、最も広く用いられている2つの方法です。.

どちらのプロセスも、シール、ガスケット、バルブ、膜、摩耗部品、ベビーケア製品、医療用部品、電子部品、産業用アセンブリなど、信頼性の高いシリコーン部品の製造が可能です。しかし、金型、原材料、自動化、寸法精度、生産速度、部品の複雑さ、および総製造コストの点で、両者は大きく異なります。.

不適切な工程を選択すると、不必要な金型費用の発生、サイクルタイムの長期化、過剰なバリの発生、寸法の不安定化、あるいは単位コストの上昇につながる可能性があります。.

本ガイドでは、シリコーンの圧縮成形とLSR射出成形を比較し、調達エンジニアや製品開発者が、カスタムシリコーンプロジェクトに最適な製造プロセスを選択できるよう支援します。.

シリコーン圧縮成形とは?

シリコーン圧縮成形では、あらかじめ計量された固形シリコーンゴム(一般に高粘度ゴム、またはHCRと呼ばれる)が使用されます。.

シリコーン材料は、所定の重量や形状に成形され、手動または自動で加熱された開放型の金型に投入されます。金型が閉じられ、圧力が加えられることで、シリコーンが金型のキャビティ内に流れ込みます。.

熱と圧力を加えて、材料を所定の部品の形状に成形します。.

一般的な圧縮成形プロセスには、以下の工程が含まれます:

  1. シリコーンコンパウンドの混合
  2. 顔料や必要な添加剤の添加
  3. 材料の切断または成形
  4. 金型への材料の投入
  5. 金型の閉鎖と加熱
  6. シリコーンの硬化
  7. 金型の開放
  8. 成形部品の取り外し
  9. フラッシュのトリミング
  10. 部品の検査と梱包

圧縮成形は、単純あるいは中程度の複雑さを持つシリコーン部品にしばしば採用されます。特に、年間生産量が、より高価な射出成形金型の導入を正当化できない場合などに適しています。.

LSR射出成形とは?

液体シリコーンゴムの射出成形では、2液型の液体シリコーンシステムが使用されます。.

2つの成分は別々に保管され、計量システムに供給されます。この装置は、それらを計量・混合し、加熱された金型に注入します。LSRは金型内で急速に硬化し、その後、自動または手動で取り出されます。.

一般的なLSR射出成形プロセスには、以下の工程が含まれます:

  1. 2つのLSRコンポーネントの供給
  2. 各成分を所定の比率で計量する
  3. 顔料や添加剤の添加
  4. 材料の混合
  5. 密閉された加熱金型にそれを注入する
  6. シリコーンの硬化
  7. 金型の開放
  8. 部品の排出または取り外し
  9. 部品の検査と梱包

LSR射出成形は、大量生産、複雑な形状、薄肉部品、精密なシール構造、および自動化生産に特に適しています。.

圧縮成形とLSR射出成形の主な違い

最も重要な違いは、シリコーンが型に注入される方法です。.

圧縮成形では、成形済みの固体シリコーンの部品を、金型が閉じる前に金型キャビティに直接挿入します。.

LSR射出成形では、液体シリコーンがランナーおよびゲートシステムを通じて、完全に閉じた金型内に射出されます。.

この違いは、以下の点に影響します:

  • 金型の製作
  • 物質の流れ
  • サイクルタイム
  • フラッシュ制御
  • 自動化
  • 寸法の再現性
  • 必要な労働力
  • 部品の複雑さ
  • 生産量
  • 単価

どちらのプロセスも、一概に優れているとは言えません。適切な選択は、コンポーネントの設計や商業的な要件によって異なります。.

原材料の比較

圧縮成形シリコーン

圧縮成形には、一般的にHCRシリコーンが使用されます。.

HCRはガムのような粘り気があり、成形する前に混合、切断、または成形しておく必要があります。.

以下のような、さまざまな剤形が用意されています:

  • 汎用シリコーン
  • 引裂強度の高いシリコーン
  • 耐熱シリコーン
  • 導電性シリコーン
  • 難燃性シリコーン
  • 食品接触用シリコーン
  • 医療用シリコーン
  • フルオロシリコーン
  • スポンジ状シリコーン
  • 着色シリコーン化合物

HCRは押出成形やトランスファー成形も可能であり、さまざまな製造プロセスに対応できる柔軟性の高い材料プラットフォームとなっています。.

液体シリコーンゴム

LSRは2種類の液体成分として供給され、所定の比率で混合・加熱された後に硬化します。.

LSR材料に共通する利点としては、次のようなものがあります:

  • 安定した計量
  • 細い部分への流れが良好
  • 均一な混合
  • 高純度オプション
  • 急速硬化
  • 自動処理
  • 細部の再現性が優れている
  • インサート成形への適合性
  • プラスチックオーバーモールドへの適合性

LSRは、医療機器、自動車用電子機器、コネクタ、民生用電子機器、ベビー用品、および精密シール部品などで広く使用されています。.

金型費

圧縮成形用金型

圧縮成形金型は、一般的にLSR射出成形金型よりも構造が単純です。.

以下の要件が求められる場合があります:

  • 金型のキャビティ
  • 加熱チャネル
  • アライメント機能
  • フラッシュ・グルーヴ
  • 愚痴
  • 手動による部品取り外し用アクセス

圧縮成形金型は、複雑なコールドランナーシステムや精密な射出ゲート、自動エジェクション装置を必ずしも必要としないため、初期の金型コストが比較的低く抑えられることが多い。.

このため、圧縮成形は次のような用途において魅力的な選択肢となり得ます:

  • 試作品
  • 少量生産
  • 中規模生産
  • 大型のシリコーン部品
  • シンプルなガスケット
  • 将来の需要が見通せない製品
  • 金型予算が限られているプロジェクト

しかし、金型コストが低いからといって、必ずしもプロジェクトの総コストが低くなるわけではありません。人件費が高くなったり、サイクル時間が長くなったりするため、大量生産の場合、圧縮成形の方がコストが高くなる可能性があります。.

LSR射出成形金型

LSR成形金型は、一般的に構造が複雑であり、より高い製造精度が求められます。.

これには、次のようなものが含まれる場合があります:

  • コールドランナーシステム
  • 精密バルブゲート
  • 加熱キャビティ
  • 真空システム
  • 密着性の高い遮断面
  • 自動排出
  • ロボットハンドリング用インターフェース
  • インサート装填システム
  • 高度な通気
  • フラッシュの少ないパーティングライン

初期の金型投資は通常高くなりますが、このプロセスにより、量産段階では必要な労働力を削減し、生産サイクルを短縮することができます。.

LSR金型は、次のような場合に採用されることがよくあります:

  • 年間需要は高い
  • このコンポーネントは技術的に複雑です
  • 一貫性を厳密に保つ必要があります
  • 自動化は重要です
  • この部品は肉厚が薄い、あるいは微細な形状を有している
  • Flashは厳格に管理されなければならない
  • この製品は、長い製品寿命を持っています

生産量

生産量は、これら2つのプロセスのいずれを選択するかを決める上で、最も重要な要素の一つです。.

小ロット向けの圧縮成形

以下の条件を満たすプロジェクトでは、圧縮成形の方が経済的な場合が多い:

  • 年間生産量が少ない
  • 不規則な発注スケジュール
  • 複数のカスタムバージョン
  • 製品のライフサイクルが短い
  • 大型部品の寸法
  • 限られた金型予算

初期投資額を低く抑えることで、製品開発の初期段階におけるプロジェクトのリスクを軽減することができます。.

大量生産向けのLSR射出成形

LSR射出成形は、生産量が十分に多く、金型コストを多数の部品に分散できる場合、一般的にコスト競争力が高くなります。.

次のような用途に最適です:

  • 連続量産
  • 自動化製造
  • 多キャビティ金型
  • 安定的で長期的なプログラム
  • 継続的なリピート注文が必要な製品
  • 高出力の医療用または民生用製品

損益分岐点は、部品のサイズ、キャビティ数、サイクルタイム、人件費、材料使用量、金型の複雑さ、および予想される製品寿命によって決まります。.

調達チームは、ツールの価格のみに基づいてプロセスを選定するのではなく、プロジェクトの総コストを比較すべきである。.

サイクルタイム

圧縮成形サイクル

圧縮成形のサイクル時間は、オペレーターが各サイクルの前に材料を装填しなければならないため、多くの場合長くなります。.

以下の場合は、追加の時間が必要になる場合があります:

  • 材料の成形
  • 金型の開放
  • 手動での読み込み
  • 成形部品の取り外し
  • 金型表面の洗浄
  • フラッシュの分離
  • コンポーネントのトリミング

また、厚みのある部分や大型の部品の場合、硬化時間が長くなることもあります。.

LSR射出成形サイクル

LSR射出成形では、通常、サイクルタイムが短縮され、より安定したサイクルが実現されます。.

材料は閉じた金型に直接射出されるため、手作業による投入時間が短縮されます。.

サイクルタイムは、以下の方法によって短縮できます:

  • 高速材料注入
  • 急速硬化
  • 多キャビティ金型
  • 自動排出
  • ロボットによるハンドリング
  • 自動検査
  • コールドランナーシステム

大量生産プロジェクトにおいては、サイクルタイムの短縮により、単位コストを大幅に削減することができます。.

労働と自動化

圧縮成形

圧縮成形では、多くの場合、より多くの手作業が必要となります。.

オペレーターは、以下の対応が必要になる場合があります:

  • 材料を裁断し、計量する
  • 金型をセットする
  • 位置決めインサート
  • 部品を取り外す
  • 別のフラッシュ
  • 端をトリミングする
  • 各部品を点検する

必要な工数は、金型の設計や生産設備によって異なります。.

一部の圧縮成形工程は自動化が可能ですが、LSR射出成形に比べ、完全な自動化は一般的に困難です。.

LSR射出成形

LSR射出成形は、高度に自動化された生産プロセスに対応可能です。.

自動化には、次のようなものが含まれます:

  • 材料の計量
  • 顔料の添加量
  • 注入
  • 読み込み中
  • 部品の取り外し
  • ロボットによる移送
  • カメラによる点検
  • 後処理
  • パッケージ

自動化により、以下のものを削減できます:

  • 手作業による運搬
  • 汚染のリスク
  • 労働の変動
  • 制作上の不整合
  • 長期単位原価

これは、医療、自動車、および大量生産される電子機器の用途において特に重要です。.

部品の複雑さ

圧縮成形の能力

圧縮成形は、多くの単純なものから中程度の複雑さを持つ部品に適しています。.

代表的な部品には、次のようなものがあります:

  • Oリング
  • 平ガスケット
  • シールワッシャー
  • シリコンパッド
  • キーパッド
  • マット
  • 表紙
  • スリーブ
  • 大型の成形リング
  • 単純なダイヤフラム
  • 厚肉成形部品

ただし、このプロセスは以下の場合にはあまり適していない可能性があります:

  • 壁が非常に薄い
  • 深いアンダーカット
  • ごく些細な細部
  • 複雑な内部水路
  • 非常に厳しいフラッシュの要件
  • 高度に自動化されたインサート成形

金型内部での材料の動きは、特に形状が複雑な場合、射出成形に比べて制御が難しくなる可能性があります。.

LSR射出成形の対応能力

LSRは、小さな空洞や薄い部分にも容易に流れ込みます。.

そのため、次のような用途に適しています:

  • 薄い膜
  • マイクロシーリングの特長
  • フレキシブルバルブ
  • 複雑な医療用部品
  • コネクタ用シール
  • 多層ガスケット
  • 小型精密部品
  • オーバーモールド成形されたプラスチック部品
  • オーバーモールド加工された金属インサート
  • 多機能一体型コンポーネント

LSR射出成形では、密閉、緩衝、把持、絶縁、位置決めといった機能を1つの成形品に統合することで、個別の部品の数を減らすことができます。.

寸法の一貫性

圧縮成形部品

圧縮成形では安定した寸法が得られるが、ばらつきは以下の要因によって生じることがある:

  • 素材の重量
  • プリフォームの形状
  • 積載位置
  • 金型温度
  • 硬化時間
  • オペレーターの技術
  • フラッシュの厚さ
  • 離型方法

大型で柔軟性のある部品も、一貫して測定するのが難しい場合があります。.

LSR射出成形部品

LSR射出成形では、材料が自動的に計量・射出されるため、一般的にプロセスの再現性が高くなります。.

福利厚生には、以下のようなものが含まれる場合があります:

  • より安定したショットサイズ
  • 安定した虫歯充填
  • 制御された注入圧力
  • 制御された硬化条件
  • オペレーターによる影響の低減
  • マルチキャビティにおける一貫性の向上
  • 微細構造の再現性の向上

しかし、シリコーンは依然として柔軟なエラストマーである。公差は、依然として材料の挙動や測定方法を反映したものでなければならない。.

許容誤差を過度に厳しく設定すると、製品の機能向上にはつながらないにもかかわらず、金型コストや不良率が増加する恐れがあります。.

フラッシュ制御

フラッシュとは、金型の分型線やインサートの周囲に形成される、余分なシリコーンの薄い層のことです。.

圧縮成形時のバリ

圧縮成形では、成形前の材料が金型の表面の間に圧縮されるため、多くの場合、バリが多く発生します。.

金型には、余分な材料を集めるために、意図的にバリ溝が設けられている場合があります。.

部品によっては、以下が必要になる場合があります:

  • 手作業によるトリミング
  • 機械によるトリミング
  • 極低温バリ取り
  • 型抜き
  • 二次検査

単純な工業用部品の場合、制御された範囲内のわずかなバリであれば許容されることもある。.

LSR射出成形時のフラッシュ

LSR射出成形金型は、バリを極限まで抑えるように設計することができます。.

材料は密閉された金型に射出されるため、このプロセスでは材料の体積をより正確に制御することができます。.

フラッシュの発生が少ない結果は、以下の要因に左右されます:

  • 金型の精度
  • 遮断機構の設計
  • クランプ力
  • 射出圧力
  • 愚痴
  • 金型の摩耗
  • 材料の粘度
  • プロセス制御

低フラッシュ成形は、シール、バルブ、医療用部品、および小型の精密部品において特に有用です。.

材料の無駄

圧縮成形による廃棄物

圧縮成形では、以下の要因により廃棄物が発生する可能性があります:

  • 余剰プリフォーム材料
  • Flash
  • トリミング
  • 起動時の調整
  • 不良品

材料の成形精度を高めることで廃棄物を減らすことができますが、多少のバリは避けられないことがよくあります。.

LSR射出成形廃棄物

LSR射出成形は、特にコールドランナーやバルブゲート方式を採用する場合、材料を効率的に活用することができます。.

廃棄物の発生源となり得るものには、次のようなものがあります:

  • パージ
  • 立ち上げ用資材
  • 門の遺構
  • 不良品
  • 停止時に機器内に残留する材料

適切に設計されたLSRプロセスでは、従来の熱可塑性樹脂の射出成形に比べ、ランナーの廃棄物を最小限に抑えることができます。.

表面品質

どちらのプロセスでも滑らかなシリコーン表面を得ることができますが、最終的な外観は以下の要因によって異なります:

  • 型仕上げ
  • 材料の配合
  • 治療対象となる疾患
  • 愚痴
  • 部品の形状
  • 顔料
  • 金型の清浄度

圧縮成形された表面

圧縮成形では、以下の製品を製造できます:

  • マット仕上げ
  • 研磨仕上げの表面
  • 質感のある表面
  • 成形ロゴ
  • 機能的なリブ
  • 装飾模様

表面に生じうる欠陥には、次のようなものがあります:

  • 流れ跡
  • 閉じ込められた空気
  • 充填が不完全
  • 汚染
  • 色のムラ
  • Flash
  • パーティングラインのずれ

LSR射出成形面

LSRは、金型の細部や表面の質感を忠実に再現することができます。.

以下の要件が部品に求められる場合、よく選ばれます:

  • 高い外観の一貫性
  • 薄いシールリップ
  • 光透過性
  • 制御された表面テクスチャ
  • 微細な構造
  • 各キャビティの外観が均一

空気の滞留を防ぐためには、金型の通気と真空制御が特に重要です。.

インサート成形およびオーバーモールド

圧縮インサート成形

シリコーンを注入する前に、圧縮成形金型に金属製またはプラスチック製のインサートを挿入することができます。.

次のような場合に適しているかもしれません:

  • シンプルな金属インサート部品
  • 補強ガスケット
  • 少量生産のアセンブリ
  • 厚みのあるオーバーモールド部

しかし、手作業によるインサートの位置決めは、労力が増加し、ばらつきが生じる可能性があります。.

LSRインサート成形

LSR射出成形は、特に自動化されたインサート成形やオーバーモールド成形に適しています。.

一般的な基材には、次のようなものがあります:

  • 金属ピン
  • ステンレス製の部品
  • プラスチック製ハウジング
  • 電気コネクタ
  • ケーブル
  • センサーの構成部品
  • 電子アセンブリ

結合は、以下の方法によって実現できます:

  • 機械式ロック
  • アンダーカット
  • 表面の質感
  • 自己接着性LSR
  • 入門編
  • 表面処理

基材は、成形温度および加工条件に耐えられなければならない。.

LSRとプラスチックの接合

LSRは、特定の熱可塑性樹脂の上にオーバーモールドすることができます。.

一般的な設計上の考慮事項としては、次のようなものがあります:

  • プラスチックの融点
  • 耐熱性
  • 化学的適合性
  • 表面の清浄度
  • 成形一体型のロック機構
  • 接着要件
  • プライマーの使用方法
  • 部品の変形
  • 収縮差
  • 滅菌効果

プラスチックの種類だけで、強い接着性が保証されるとは限りません。具体的なプラスチックのグレード、添加剤、着色剤、および表面状態によって、接着性に影響が出る場合があります。.

量産用金型の承認前に、試作品の接合試験を行うことをお勧めします。.

圧縮成形の適した用途

圧縮成形は、多くの場合、次のような用途に適しています:

  • 平型シリコーンガスケット
  • 大型シールリング
  • シリコーンシートおよびパッド
  • 産業用緩衝部品
  • シンプルなシリコンカバー
  • キーパッド
  • 大型の特注Oリング
  • 少量生産の医療用部品
  • シリコーン製試作部品
  • スポーツ・フィットネス用品
  • 家庭用シリコーン製品
  • 厚手のシリコーン部品
  • 特注色のパーツ
  • 導電性シリコーンパッド

この方法は、部品のサイズが大きく、形状が比較的単純で、生産数量が少量または中量の場合に特に魅力的です。.

LSR射出成形の適した用途

LSR射出成形は、多くの場合、次のような用途に適しています:

  • 医療用バルブ
  • 薄い膜
  • コネクタ用シール
  • 防水型電子シール
  • 自動車用センサーシール
  • 哺乳瓶の構成部品
  • 呼吸器系
  • ウェアラブルデバイスの部品
  • 精密Oリング
  • 多層ガスケット
  • マイクロ成形シリコーン部品
  • プラスチックとシリコーンのオーバーモールド
  • 金属とシリコーンのインサート成形
  • 大量に使用される食品接触部品
  • 医療用製品の自動製造

特に、プロジェクトで高生産性、精密な細部仕上げ、バリの少ない仕上げ、あるいは自動化された処理が求められる場合に、その価値が際立ちます。.

医療・ヘルスケアに関する考慮事項

HCRとLSRは、材料とプロセスが適切に選定され、検証されていれば、いずれも医療用部品に使用することができます。.

重要な要素としては、次のようなものがあります:

  • 正確な材料グレード
  • 患者接触型
  • 接触時間
  • 生体適合性評価
  • 滅菌方法
  • 後硬化
  • クリーンルームの要件
  • ロットの追跡可能性
  • 離型管理
  • 汚染管理
  • パッケージ
  • 変更通知

LSR射出成形は、手作業による材料の取り扱いを減らし、管理された自動生産を可能にするため、大量生産される医療用部品の製造においてしばしば選ばれています。.

圧縮成形は、生産数量が少ない場合や、大型の医療用シリコーン部品には依然として適している可能性があります。.

プロセスは、リスク、形状、生産要件、およびバリデーションの要件に応じて選定すべきである。.

食品接触用途

どちらのプロセスでも、食品接触用シリコーン部品の製造が可能です。.

代表的な用途としては、次のようなものがあります:

  • シールリング
  • 飲料用バルブ
  • キッチン用ガスケット
  • ボトルの構成部品
  • 家電用シール
  • シリコンスリーブ
  • 食品加工機器の部品

購入者は、以下の事項を明記する必要があります:

  • ターゲット市場
  • 接触方式
  • 接触温度
  • 接触時間
  • 必須の宣言
  • 移行テスト
  • 色の要件
  • 臭気に関する要件
  • 洗浄条件

製造工程においては、不適切な顔料、潤滑剤、離型剤、および包装材料による汚染を防止しなければならない。.

圧縮永久ひずみと機能性能

成形方法は、硬化条件や後処理を通じて、シリコーン部品の最終的な特性に影響を与える可能性があります。.

重要な特性としては、以下のようなものが挙げられます:

  • 硬度
  • 引張強度
  • 伸び
  • 引裂強度
  • 圧縮永久ひずみ
  • リバウンド
  • シール力
  • 耐疲労性
  • 表面摩擦
  • 熱老化

材料データシートは通常、標準化された試験片に基づいて作成されています。実際の成形部品は、形状、厚さ、硬化履歴、および使用条件の違いにより、特性が異なる場合があります。.

機能テストでは、本番環境と同等のコンポーネントを使用すべきである。.

金型設計の違い

圧縮成形金型の設計

圧縮成形金型では、以下の点を管理する必要があります:

  • 材料の配置
  • 虫歯の詰め物
  • フラッシュの方向
  • エア抜き
  • 分割線
  • 型抜き
  • キャビティ天秤
  • 熱分布

プリフォームの形状や重量は、部品の品質に大きな影響を与える可能性があります。.

LSR射出成形金型の設計

LSR射出成形金型では、以下の点を管理する必要があります:

  • ランナー温度
  • ゲートの設計
  • 注入バランス
  • 真空
  • 愚痴
  • キャビティ加熱
  • 遮断精度
  • Flash
  • 排出
  • 挿入位置

未硬化のLSRは極めて狭い隙間にも流れ込むため、金型の精度は極めて重要です。.

わずかな位置ずれや、遮断弁の損傷があると、火花が発生することがあります。.

試作開発

圧縮成形は、金型がより簡素で低コストに済むため、初期段階のプロトタイプ製作によく採用されます。.

ただし、圧縮成形された試作品は、LSR射出成形による量産部品を完全に再現しているとは限らない。.

以下の点で違いが生じる場合があります:

  • 分割線
  • ゲートの目印
  • 表面仕上げ
  • Flash
  • 物質の流れ
  • 治療対象となる疾患
  • 寸法
  • 機械的特性

最終製品でLSR射出成形を採用する場合は、試作サンプルも最終的には、量産用のLSR樹脂と代表的な成形条件を用いて製作する必要があります。.

工具の寿命とメンテナンス

どちらの金型も、定期的なメンテナンスが必要です。.

圧縮成形金型のメンテナンス

メンテナンスには、以下のようなものが含まれる場合があります:

  • フラッシュ溝の清掃
  • 硬化したシリコーンの除去
  • キャビティの研磨
  • 位置合わせの確認
  • パーティングラインの修復
  • 暖房設備の点検

LSR金型のメンテナンス

LSR金型は、その精密なシステムのため、より専門的なメンテナンスが必要になる場合があります。.

メンテナンスには、以下のようなものが含まれる場合があります:

  • バルブゲートの清掃
  • コールドランナーの点検
  • 真空チャネルの点検
  • 通気口の掃除
  • 遮断面の点検
  • エジェクターの点検
  • 加熱ゾーンの確認
  • 金型の摩耗状況の監視

金型費用は、初期の金型価格だけでなく、予想されるメンテナンス費用や予備部品代も含めるべきです。.

品質検査

シリコーン部品の検査計画には、以下の内容が含まれる場合があります:

  • 寸法測定
  • 目視検査
  • 硬度試験
  • フラッシュ検査
  • 色の確認
  • 重量測定
  • 引張試験
  • 伸び試験
  • 引張試験
  • 圧縮永久ひずみ試験
  • 気密試験
  • 接着強度の試験
  • 機能テスト
  • ロットの追跡可能性

図面には、重要寸法および機能的特徴を明記する必要があります。.

シリコーンは柔軟性があるため、測定方法、治具、温度、およびコンディショニング時間が結果に影響を与える可能性があります。.

圧縮成形における一般的な欠陥

圧縮成形における欠陥としては、次のようなものが考えられます:

  • フラッシュの光が強すぎる
  • ショート成形
  • 気泡
  • 流れ跡
  • 色のムラ
  • 材料の投入が不適切
  • 部品の歪み
  • 表面汚染
  • パーティングラインのずれ
  • 硬化不完全
  • 過度の硬化
  • 型から取り出す際の破れ

プリフォームの設計改善、材料管理、金型温度、排気、および成形時の条件の均一化を図ることで、多くの欠陥を減らすことができます。.

LSR射出成形における一般的な欠陥

LSR射出成形における欠陥として考えられるものには、次のようなものがあります:

  • ショートショット
  • エアトラップ
  • Flash
  • ゲートの目印
  • 溶接線
  • 材料の汚染
  • 混合比が不適切
  • 硬化不完全
  • パーツの接着
  • 挿入の動き
  • 接着不良
  • 表面欠陥
  • 次元不安定性

工程監視には、材料の圧力、射出パラメータ、金型温度、硬化時間、および装置の状態を含める必要があります。.

コスト比較

シリコーン部品の総コストには、単価以上の費用が含まれます。.

適切な比較には、以下の要素を含めるべきです:

  • 金型費
  • 材料費
  • 労働
  • サイクルタイム
  • キャビティ数
  • スクラップ
  • トリミング
  • 検査
  • 自動化
  • カビの対策
  • パッケージ
  • 年間数量
  • プロジェクトのライフサイクル
  • 検証コスト
  • 工具移送リスク

圧縮成形のコストパターン

圧縮成形には通常、以下の特徴があります:

  • 初期の金型コストの削減
  • 1個あたりの労務費が高くなる
  • サイクルタイムの長期化
  • さらにトリミング
  • 少量生産への適性がより高い

LSR射出成形のコスト推移

LSR射出成形には通常、以下の特徴があります:

  • 初期の金型コストが高い
  • 部品あたりの人件費の削減
  • サイクル時間の短縮
  • 自動化の向上
  • 大量生産への適性がより高い

購入価格は安いものの、手作業によるトリミングコストが高いプロジェクトは、ライフサイクル全体で見ると高額になる可能性があります。.

適切なプロセスの選び方

次のような場合には、圧縮成形を選択してください:

  • 年間取扱量は少ないか、あるいは中程度である
  • その部品は大きい
  • 幾何学は比較的簡単です
  • 金型製作の予算は限られている
  • 製品の需要は不透明である
  • この部品の断面は厚い
  • 手作業によるトリミングでも構いません
  • 複数のカスタムバージョンが必要です

次のような場合には、LSR射出成形を選択してください:

  • 年間取扱量は多い
  • この部品の肉厚は薄い
  • その形状は複雑です
  • 高い再現性が求められる
  • 自動化は重要です
  • Flashは最小化されている必要があります
  • このプロジェクトではインサート成形が必要です
  • この部品には、精密なシール機能が備わっています
  • 汚染管理は重要です
  • この製品の予想寿命は長い

調達エンジニアのための意思決定チェックリスト

製造プロセスを選定する前に、以下の点を確認してください:

  1. 年間の見込み数量はどれくらいですか?
  2. この製品はいつまで製造され続けるのでしょうか?
  3. 目標単価はいくらですか?
  4. 工具の予算はどのくらい確保されていますか?
  5. この設計には薄肉部分が含まれていますか?
  6. 深いアンダーカットや複雑なシールリップはありますか?
  7. オーバーモールドは必要ですか?
  8. インサートは必要ですか?
  9. 重要な公差はどのようなものですか?
  10. どの程度のフラッシュ量なら許容範囲ですか?
  11. 自動生産は必要ですか?
  12. その部品はクリーンルームでの製造が必要ですか?
  13. どのような二次加工が必要ですか?
  14. 後硬化は必要ですか?
  15. 手作業によるトリミングは、どの程度まで許容されるのでしょうか?
  16. 複数の色や材質グレードが必要ですか?
  17. どのような検査レベルが必要ですか?
  18. どのような規制関連書類が必要ですか?
  19. プロトタイプはどのくらいの速さで必要ですか?
  20. このデザインはもっとシンプルにできないでしょうか?

製造サプライヤーは、製造プロセスを提案する前に、3Dモデル、図面、年間生産数量、材料要件、および最終組立内容を確認すべきである。.

RFQに記載すべき情報

シリコーン成形の正確な見積もりをご希望の場合は、以下の情報をご提供ください:

  • 2次元図面
  • 3次元モデル
  • 材料要件
  • 硬度
  • 年間数量
  • 注文数量
  • プロジェクトの想定期間
  • 試作数量
  • 重要公差
  • 許容されるフラッシュ
  • 表面仕上げ
  • 動作温度
  • 化学物質への曝露
  • コンプライアンス要件
  • 滅菌方法
  • 詳細を入力してください
  • オーバーモールド用基板
  • 包装に関する要件
  • 検査要件
  • 目標生産日

まだ製造プロセスが決定されていない場合は、圧縮成形とLSR射出成形について、技術評価と商業評価をそれぞれ個別に依頼してください。.

結論

圧縮成形とLSR射出成形は、どちらも信頼性の高いカスタムシリコーン部品の製造が可能ですが、それぞれ異なるプロジェクト要件に対応しています。.

圧縮成形は、一般的に、大型で形状が単純な部品や、少量生産・中量生産の部品において、金型への投資コストを抑えつつ、高い柔軟性を発揮します。.

LSR射出成形は、複雑な形状、薄肉部、バリの少ない成形が求められる場合、自動化生産、インサート成形、および年間生産量が多い場合に、より大きなメリットをもたらします。.

最適なプロセスは、以下を含むプロジェクト全体を評価した上で選定すべきである:

  • 製品の形状
  • 素材
  • 金型への投資
  • 年間取扱量
  • サイクルタイム
  • 労働
  • 品質要件
  • 自動化
  • 検証
  • 製品の予想寿命

製品設計者、調達チーム、品質エンジニア、およびシリコーン成形業者との早い段階での連携により、不必要な再設計を防ぎ、総製造コストを削減することができます。.

よくある質問

LSR射出成形は、圧縮成形よりも常にコストが高いのでしょうか?

初期の金型費用は通常高くなりますが、LSR射出成形ではサイクルタイムの短縮や自動化の高度化が可能であるため、大量生産においては単価が低くなる場合があります。.

圧縮成形は、精密シリコーン部品の製造に適していますか?

はい、金型と工程が適切に管理されていれば、圧縮成形でも高精度な部品を製造することができます。一般的に、LSR射出成形は、形状が複雑なもの、薄肉のもの、あるいは大量生産される部品において、より高い均一性を実現します。.

どちらの工程の方がバリが少ないですか?

LSR射出成形では、精密な金型と適切な工程管理を行えば、バリを極めて少なく抑えることができます。一方、圧縮成形では一般的にバリが多く発生するため、二次的なトリミングが必要になる場合があります。.

圧縮成形では、医療用シリコーン部品を製造できますか?

はい。材料、環境、工程、後硬化、トレーサビリティ、およびバリデーションの要件が適切に管理されていれば、医療用シリコーン部品の製造に圧縮成形法を採用することができます。.

LSRはプラスチックにオーバーモールドできますか?

はい。LSRは、機械的ロック、自己接着性材料、プライマー、または表面処理を用いて、適合する熱可塑性樹脂にオーバーモールドすることができます。.

大型のシリコーンガスケットには、どちらの工程が適していますか?

大型で比較的単純なガスケットの場合、圧縮成形が経済的な場合が多い。また、非常に大きなシールプロファイルについては、押出成形や接合接着も検討されることがある。.

薄いシリコーン膜には、どちらのプロセスが適していますか?

LSR射出成形は、液状の材料が狭いキャビティや微細な形状にも容易に流れ込むため、一般的に薄い膜の成形に適しています。.

HCRとLSRで同じ金型を使用することは可能ですか?

通常はそうではありません。圧縮成形金型とLSR射出成形金型は、材料の供給、ゲート、ベント、加熱、およびバリ制御に関する要件が異なるため、それぞれ異なる設計がなされています。.

少量生産には、どちらの工程が適していますか?

圧縮成形は、初期の金型投資が少なくて済むため、小ロット生産に適していることが多い。.

自動化された大量生産には、どちらのプロセスが適しているでしょうか?

LSR射出成形は、材料の供給、射出、硬化、成形品の取り出し、検査、梱包を高度に自動化できるため、通常はより優れた選択肢となります。.

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