圧縮成形

圧縮成形は、一般に予熱された成形材料を、まず開いて加熱された金型キャビティに入れる成形方法である。 金型はトップフォースまたはプラグ部材で閉じられ、圧力が加えられて材料が金型のすべての領域に接触するように強制され、熱と圧力は成形材料が硬化するまで維持される。 このプロセスでは、部分的に硬化した段階の熱硬化性樹脂を、顆粒状、パテ状の塊、またはプリフォームの形で使用します。

Compression molding – simplified diagram of the process

Compression molded rubber boots before the flash is removed.

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圧縮成形は、複雑で高強度のガラス繊維強化材の成形に適した大量かつ高圧な方法である。 高度な複合熱可塑性プラスチックは、一方向性のテープ、織布、ランダム配向の繊維マット、またはチョップドストランドを使用して圧縮成形することもできます。 圧縮成形の利点は、大型でかなり複雑な部品を成形できることです。 また、トランスファー成形や射出成形などの他の方法と比較して、最も低コストな成形方法の一つであり、さらに材料の無駄が比較的少ないため、高価な化合物を扱う場合に有利です。

ただし、圧縮成形は製品の均一性が悪く、バリ取りが難しいことが多く、部品の種類によっては不向きな場合もある。 射出成形と比較すると、ニットラインの発生が少なく、繊維長の劣化が目立ちにくい。 また、圧縮成形は、押出成形の技術を超えたサイズの超大型の基本形状生産に適している。 圧縮成形で製造される代表的な材料には、以下のようなものがある。 ポリエステルガラス繊維樹脂システム(SMC/BMC)、トーロン、ベスペル、ポリパラフェニレンサルファイド(PPS)、および多くのグレードの PEEK。

Compression molding は、コスト効率のよいゴムおよびシリコーン部品を求める製品開発エンジニアによってよく利用されます。 少量の圧縮成形部品のメーカーには、PrintForm、3D、STYS、および Aero MFG があります。

Compression Molding は、金属代替アプリケーション用の複合部品を製造するために最初に開発され、圧縮成形は通常、大きな平面または適度な曲線の部品を作るために使用されます。 この成形方法は、ボンネット、フェンダー、スクープ、スポイラーなどの自動車部品や、より小さいより複雑な部品の製造に大いに利用されています。 成形材料は金型キャビティに配置され、加熱されたプラテンは油圧ラムによって閉じられる。 バルクモールディングコンパウンド(BMC)またはシートモールディングコンパウンド(SMC)は、加えられた圧力によって金型形状に適合され、硬化反応が起こるまで加熱される。 SMCの供給材料は、通常、金型の表面積に合わせて切断される。

材料は、ペレットまたはシートの形で金型に装填されるか、または可塑性押出機から金型に装填されることがあります。 材料はその融点以上に加熱され、成形され、冷却される。 供給材料が金型表面上に均一に分布しているほど、圧縮段階での流動配向が少なくなります。

圧縮成形は、ハニカムまたはポリマーフォームなどのコア材料を組み込んだサンドイッチ構造を製造するためにも広く使用されています。

圧縮成形では、エンジニアが心に留めておくべき6つの重要な考慮事項があります:

  • 材料の適切な量を決定すること。
  • 材料を加熱するのに必要な最小限のエネルギー量を決定する。
  • 材料を加熱するのに必要な最小限の時間を決定する。
  • 適切な加熱技術を決定する。
  • 必要な力を予測し、ショットが適正形状になるようにする。
  • 材料が金型の中に圧縮されたら急速に冷却できる金型をデザインする。

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