部品は熱成形と射出成形のどちらにすべきでしょうか？

熱成形か射出成形かを決める プラスチック部品¹ プロジェクトのニーズ（規模、複雑さ、生産量、予算など）を理解することが重要です。 熱成形² は、プラスチックシートを加熱し、金型の上で成形するため、大型で単純な部品に適しており、生産量は低～中程度です。一方、射出成形は、溶かしたプラスチックを高圧で金型に注入するため、生産量が多く、小さくて複雑な部品に適している。

熱成形は、体積が小さく、大きくて単純な部品に最適です。 射出成形³ 高精度と拡張性を備えた小型で複雑な部品に適しています。

このガイドでは、両プロセスを分解し、その用途、長所と短所、ワークフロー、設計上の注意点を説明し、あなたの部品に最適な方法を選択できるようにします。

熱成形と射出成形とは？

この2つのプロセスは、プラスチックを機能的な部品に変えるが、その方法と結果は大きく異なる。

熱成形は加熱されたプラスチックシートを金型上で成形し、射出成形は溶融プラスチックを金型に圧力をかけて充填する。

熱成形

熱成形は、熱可塑性樹脂シートを柔軟性が出るまで加熱し、真空または圧力を使って片面の金型上に成形します。冷却後、部品は最終形状にトリミングされる。包装トレイ、自動車パネル、看板のような大きくて浅いものに最適です。

射出成形

射出成形は、プラスチックのペレットを溶かし、高圧で両面の金型に注入する。冷却後、部品は射出され、複雑な細部や厳しい公差が現れます。電子筐体や医療部品のような小型で複雑な部品に適しています。

熱成形と射出成形の用途の違いは？

正しいプロセスは、何を作り、どこへ向かうかによって異なる。

熱成形はトレイやパネルのような大型で単純な用途で輝き、射出成形は電子機器や医療機器のような精密さを要求される分野を支配している。

熱成形アプリケーション

• 自動車： ダッシュボード、インテリアトリム

• パッケージング： ブリスターパック、食品トレイ

• 看板： 大型ディスプレイ。

• メディカルだ： トレイ、非精密ハウジング。

射出成形の用途

• コンシューマー・エレクトロニクス スマホケース、家電部品

• 自動車： クリップ、コネクター

• 医療機器 注射器、手術器具

• おもちゃだ： 詳細なフィギュア、ゲームピース。

熱成形と射出成形の長所と短所は？

各プロセスには長所とトレードオフがあり、それが決断に影響する。

熱成形は低い立ち上げコストと迅速なターンアラウンドを提供し、射出成形は精密さとコスト効率を大規模に提供する。

ファクター	熱成形	射出成形
ボリューム	250～5,000部品に最適	5,000個以上の部品に最適
金型費用	低い（アルミ金型）	高い（スチール金型）
リードタイム	合計6～12週間	合計12～24週間
部品単価	スケールアップ	スケールダウン
複雑さ	シンプルから中程度の形状	複雑で精密な形状
廃棄物	トリミング可能、再利用可能な余分な部分	ランナー/ゲート廃棄物、リサイクル可能
素材の多様性	シート状プラスチック（PP、PET）	広い範囲（ABS、PC、ナイロン）

熱成形のプロ

• 手頃な価格の工具。

• 迅速なセットアップと生産。

• 大きくてシンプルな部品に最適。

• 再利用可能なトリミングでゴミを最小限に。

熱成形の短所

• 大量生産では部品単価が高い。

• シートプラスチックに限る。

• 複雑なデザインには精度が低い。

射出成形のプロフェッショナル

• 高い精度と再現性。

• 幅広い素材オプション。

• 大量生産で経済的。

• 複雑な形状を扱う。

射出成形の欠点

• 高価な初期工具。

• リードタイムが長い。

• ランナー／ゲートからの廃棄物の増加。

熱成形と射出成形の主なステップとは？

各プロセスがどのように機能するかを知ることは、課題を予測し、結果を最適化するのに役立つ。

熱成形は加熱、成形、冷却、トリミングを行い、射出成形は溶融、射出、冷却、射出を行う。

熱成形ステップ

1. ヒートシート： プラスチックシート（PETなど）を柔らかくなるまで温める。

2. フォーム 真空と圧力を使って、型の上で成形する。

3. クールだ： それを固める。

4. トリム 余分な部分を切り取る。

射出成形ステップ

1. 溶融プラスチック： バレル内でペレット（ABSなど）を加熱する。

2. 注射をする： 溶かしたプラスチックを型に押し込む。

3. クールだ： それを固める。

4. イジェクトする： 完成した部品を取り出す。

材料は熱成形と射出成形にどう影響するか？

素材の選択⁴ プロセスや部品の性能を形作る。

熱成形はPPやPETのようなシート状のプラスチックを使用し、射出成形はABSやPCなど幅広い種類のプラスチックを扱う。

熱成形材料

• ポリプロピレン（PP）： 柔軟性があり、包装に使用される。

• ポリエチレンテレフタレート（PET）： クリア、トレイ用。

• ポリ塩化ビニル（PVC）： 看板用の硬質なもの。

弱点を避けるためには、均一なシート厚が不可欠である。

射出成形材料

• ABS： 電子機器には厳しい。

• ポリカーボネート（PC）： レンズは強い。

• ナイロンだ： 耐久性、ギア用。

流動性と収縮特性は、金型設計と一致させなければならない。

どのようなデザインに留意すべきか？

優れた設計は欠陥を防ぎ、機能性を保証する。

熱成形には抜き勾配と均一な厚みが必要であり、射出成形には一貫した壁面と射出しやすい角度が必要である。

熱成形チェックリスト

• ドラフト角度⁵: 脱型には1～5°。

• 厚さ： 薄毛を防ぐためにもね。

• 半径： ≥0.125インチで破れを防ぐ。

射出成形チェックリスト

• 壁の厚さ： 0.080-0.120インチ、均一。

• ドラフトの角度 1-2°で排出。

• 肋骨： 深さ≦肉厚の3倍。

熱成形と射出成形のどちらを選ぶべきか？

明確なフレームワークが選択の指針となる。

部品の大きさ、量、複雑さ、コストを天秤にかけて、適切なプロセスを選択する。

決定ガイド

• サイズ 1m²を超える部品の熱成形。

• ボリューム： 熱成形＜5,000； 射出成形＞5,000

• 複雑さ： 厳しい公差（<0.005インチ）の射出成形。

• 予算 低スタートアップのための熱成形、スケールアップのための射出成形。

知っておくべき関連技術とは？

文脈は重要であり、他のプロセスやステップが選択に影響する。

川上：素材製造と金型製造、川下：組み立てと仕上げ。

上流

• 材料準備： 熱成形用シート、射出成形用ペレット。

• 金型の作成： CNCまたは3Dプリンター。

下流

• 組み立て： 部品の接合。

• 仕上げ： 塗装、研磨。

代替案

• ブロー成形⁶: ボトルのような中空のもの。

• 回転成形： 大きくて継ぎ目のない部品。

結論

一方、射出成形は、小型で複雑な部品に適しており、高精度でコスト効率に優れています。部品の大きさ、複雑さ、数量、予算を見極め、賢く選択しましょう。