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金型に使用できる金属材料

Jan 01, 2024 伝言を残す

樹脂の射出成形に使用される金型は、その名の通り金属でできています。ここでは、金型に使用できる金属の種類と、使用する樹脂材料に合わせた金属の選び方をご紹介します。

射出成形プロセス中、樹脂は圧力を受けて金型に入ります。したがって、金型には樹脂の流れの圧力と速度に耐える十分な強度が必要です。また、樹脂製品を製造するには金型の開閉を繰り返すため、金型の合わせ面にも繰り返し強い力がかかります。 E型ピンやスライダーも一緒にスライドします。したがって、金型の耐久性には一定の要件があります。また、金型の材質には、温度が伝わりやすく、切断しやすいという特性も求められます。上記の条件を考慮し、金型材質としてはプリハードン鋼(SKD11、SKD61)、合金鋼(SC、SCM)、ステンレス鋼(SUS420)が選ばれることが多いです。近年では、試作用の仮型として3Dプリンターなどを用いて樹脂製の型を作製するケースも見られます。しかし、射出成形で「金型」が広く使用されているのは、上記の要件をすべて満たすために金属を使用することが依然として非常に便利であるためです。
射出成形で使用される樹脂にはさまざまな種類があります。樹脂の種類により流動性や硬化強度が異なります。そのため、樹脂の種類に応じてモールド材料を変更することが可能です。

 

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ABSやPP(ポリプロピレン)などの樹脂素材は柔軟性に優れており、家電製品や電気製品の外装によく使われています。したがって、ABSやPPなどの射出成形材料の場合は、硬度が低く、切削加工が容易な圧延鋼材を金型材料として使用することをお勧めします。

POMはプラスチックギアや摺動部品によく使われる樹脂材料で、柔軟性があり摺動性が良いのですが、金型が摩耗しやすいという欠点があります。したがって、POM射出成形用金型の材料としては、圧延鋼材よりも耐摩耗性の高いプリハードン鋼を使用することをお勧めします。

樹脂レンズやDVDディスクに使用されるPC(ポリカーボネート)は透明度の高い樹脂素材です。しかし、このような製品を製造するには、金型の表面を鏡面状に研磨する必要があります。そのため、PC射出成形では、研磨が容易で表面が平滑なSUS材を金型材質として使用することが一般的です。樹脂種類と金型材料の推奨組み合わせを選択する必要はありません。これは、製造される樹脂製品の形状により、金型の耐久性などの性能が大きく異なるためです。設計要件や加工精度によって、適した金型材料と適さない金型材料があります。本稿で挙げた組み合わせは代表例として参考としてご利用ください。

 


 

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