圧縮成形では、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の両方のさまざまな樹脂を利用して、耐久性のある複雑な部品を作ります。SMC、BMC、TMC、エポキシ、フェノール、メラミン、尿素などの熱硬化性樹脂は、熱と圧力で永久的に硬化する能力があるため、一般的に使用されています。ポリプロピレン、ナイロン、UHMWPE、HDPEなどの熱可塑性樹脂や、PEEK、PEKK、PAEKなどの高温材料も、そのリサイクル性と汎用性から採用されている。樹脂を金型に入れ、熱と圧力を加えて成形し、冷却して最終製品を成形する。この方法は特に自動車部品に有効で、効率とコスト削減を実現する。
ポイントを解説
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圧縮成形に使用される樹脂の種類：
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熱硬化性樹脂
- SMC（シートモールディングコンパウンド）： ポリエステル樹脂、充填材、ガラス繊維強化材からなる複合材料。高強度用途に使用される。
- BMC（バルク・モールディング・コンパウンド）： SMCに似ているが、生地のような粘性があり、高い寸法安定性を必要とする複雑な部品に使用される。
- TMC（シック・モールディング・コンパウンド）： SMCを厚くしたもので、流動性に優れ、より大きな部品に使用される。
- エポキシ： 優れた機械的特性と耐薬品性で知られ、高性能用途に使用される。
- フェノール： 高い耐熱性と電気絶縁性を持ち、電気部品によく使用される。
- メラミンと尿素： これらの樹脂は、優れた表面仕上げと耐熱性、耐薬品性があり、家庭用品やラミネートなどによく使用されています。
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熱可塑性樹脂：
- ポリプロピレン： 軽量で化学腐食に強く、自動車や消費財に使用される。
- ナイロン： 強靭性と耐摩耗性で知られ、ギアやベアリングに使用される。
- UHMWPE（超高分子量ポリエチレン）： 高い衝撃強度と低摩擦性を持ち、医療機器やライナーに使用される。
- HDPE（高密度ポリエチレン）： 密度に対する強度が高いことで知られ、容器や配管に使用される。
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高温材料：
- PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）： 高温での機械的・化学的耐性に優れ、航空宇宙産業や自動車産業で使用される。
- PEKK（ポリエーテルケトンケトン）： PEEKに似ているが、熱安定性に優れ、要求の厳しい用途に使用される。
- PAEK (ポリアリールエーテルケトン)： 過酷な環境で使用される高性能熱可塑性プラスチックの一群。
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圧縮成形のプロセス
- 材料の配置： 樹脂は、多くの場合プリフォームまたはシートの形で、金型キャビティに配置される。
- 熱と圧力を加える： 金型を閉じ、熱と圧力を加えて樹脂を流動させ、キャビティに充填する。
- 冷却と固化： 材料を加圧下で冷却し、目的の形状に固化させる。
- 余分な材料の除去： モールドフラッシュと呼ばれる余分な材料は、部品が金型から排出された後に取り除かれます。
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圧縮成形の利点
- 効率： プロセスが迅速で、材料の無駄が少なく、費用対効果が高い。
- 汎用性： さまざまな素材や複雑な形状に適しています。
- 強度と耐久性： 自動車や産業用途に最適な、高い強度と耐久性を持つ部品を生産。
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自動車製造における用途
- 内装部品： サンバイザー、ギアノブ、トリムカバーなど、さまざまな内装部品に圧縮成形が使用されています。
- 高性能部品： PEEKやPAEKのような高温樹脂を使用することで、過酷な条件にも耐えられる部品を製造することができます。
樹脂の種類と圧縮成形プロセスを理解することで、メーカーは適切な材料と方法を選択し、高品質で耐久性のある部品を効率的に製造することができます。
総括表
| 樹脂タイプ | 例 | 主要特性 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 熱硬化性樹脂 | SMC、BMC、TMC、エポキシ、フェノール、メラミン、尿素 | 永久硬化、高強度、耐熱性、耐薬品性 | 自動車、電気部品、家庭用品 |
| 熱可塑性樹脂 | ポリプロピレン、ナイロン、UHMWPE、HDPE、PEEK、PEKK、PAEK | リサイクル可能、多用途、高衝撃強度、低摩擦、高温安定性 | 自動車、消費財、医療機器、航空宇宙 |
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