成形機とは
成形機とは、プラスチックや樹脂の成形に使われている機械のことです。
具体的な使用用途として、家電や部品の製造が挙げられます。チューブやロッド品の製造には押出成形機、発泡スチロールには型物成形機、中空品にはブロー成形機などが利用されます。
成形機には、加工しにくいフッ素樹脂専用の成形機や真空状態で成形する真空成形機もあり、高精度な成形が可能です。また、成形機は大量生産に向いた機械ですが、現在では小ロット生産にも利用されています。
そのため、短時間で切り替えができるフレキシブルな成形機も開発されています。
成形機の使用用途
成形機はプラスチック、金属、ゴム、セラミックスなど、さまざまな材料の成形が可能です。自動車産業や電気・電子機器産業では、複雑な形状を持つ部品を生産することができます。
医療分野では、医療器具や補綴物の生産に使用されます。また、建築業界ではプラスチック製の外装材料や屋根材、食品産業ではチョコレートやシリコン型、繊維産業では紡績機や織機の付属品や織物の生産に使用されています。
成形機の原理
1. 射出成形機
射出成形機は、プラスチック原料などを加熱して射出口から射出し、金型に入れて成形することで成り立つ機械です。押出成形機では、プラスチック原料をホッパーに入れて押出口から押し出し、型によって形を整えます。
2. 押出成形機
押出成形機は、特殊な機械的圧力と加熱によって、熱可塑性材料を押し出す機械です。プラスチック粒子が機械のフィーダーから供給され、加熱されたスクリューによって融解されます。
高圧で押し出されたプラスチック材料は、ダイの形状に合わせて成形され、形状を作り出す仕組みです。最終的に、冷却装置によって形成された製品を冷却し、切り離します。
3. ブロー成形機
ブロー成形機は、プラスチック原料を加熱して中空の形状をした金型に入れ、風圧で膨らませて成形します。型物成形機では、熱可塑性樹脂を型に注入し、冷却して成形し、真空成形機では、加熱したプラスチックフィルムを真空状態の金型に張り付けて成形します。
成形機は、高温・高圧環境での成形作業を行うため、安全対策が重要です。また、成形品の品質に影響を与える要素として、原料の種類や品質、金型の設計、成形条件の調整などが挙げられます。成形機は大量生産に向いた機械ですが、現在では小ロット生産にも対応できるよう、短時間で切り替えができるフレキシブルな成形機が開発されている機械です。
成形機の種類
成形機には、射出成形機、押出成形機、ブロー成形機などの種類があります。
1. 射出成形機
射出成形機とは、射出されたプラスチック材料を金型に注入して成形する機械です。射出成形機の特徴は、高速で大量生産が可能であることです。自動化も進んでおり、オペレーターがマシンを操作するだけで、自動で成形から排出までを行えます。
射出成形機は、プラスチック材料を加熱して溶かし、射出口からプラスチックを注入することで、金型に成形します。金型に注入されたプラスチックは、冷却されて固まることで、目的の形状に成形が可能です。
射出成形機は、車のパネルやバンパー、パソコン、はさみの取っ手、注射器、スマホカバーなど、多くの製品に利用されています。素材や形状によって金型の設計が必要となるため、金型の設計と製造技術が重要です。
2. 押出成形機
押出成形機とは、プラスチックやゴム、金属などの材料を溶かし、加圧して押し出すことで、チューブやシート、プロファイル、パイプなどの形状を作る機械です。
ホッパーにプラスチック、樹脂を入れ、量を調節しながら材料をスクリューへ入れていきます。スクリュー内部で加熱して溶かしながら押し出します。押し出しの終わりにダイと呼ばれる口金をつけて、形状を決めます。
3. ブロー成形機
ブロー成形機とは、空気圧を利用して材料を膨張させ、金型の中に押し込みながら冷却・硬化させる機械です。
温度を上げて柔らかくした材料を押出スクリューを通過させて押出成形し、パリソンを作ります。パリソンに圧縮エアーを吹き込みながら金型に押し当てることで冷却し、成形します。
参考文献
https://daikokasei.co.jp/technical/basic-knowledge/blow/
https://www.npl-jsw.co.jp/about_injection-molding/