2ショット射出成形のプロセス
ツーショット成形のプロセスは、単一の成形サイクル内で複合部品を作成する際の複雑なステップを強調しながら、以下のように概説されます。
金型設計と製造
ツーショット成形には、専用のツーショット射出成形機と精密に設計された金型の使用が必要です。金型の設計では、両方の材料の流動、冷却、および固化特性を考慮し、金型内で正しく結合することを保証しなければなりません。手順は以下の通りです：
第1射出：プロセスは、成形機の射出ユニットの1つに第1の材料を射出し、製品の一部を形成することから始まります。このステップが完了すると、部分的に形成された部品は金型内に固定されたまま、または金型の回転や移動によって別の位置に移動されます。.
金型の回転または移動：一部のツーショット成形プロセスでは、第1射出からの半製品を金型内で第2の射出位置に転送する必要があります。これは、使用するツーショット成形機の設計に応じて、金型を回転または移動させることで実現できます。.
第2射出：第1の部品が固化し、第2の位置に移動された後、第2の材料が別の射出ユニットを通じて金型に射出され、第1の部品と結合して最終製品を形成します。このステップでは、2つの材料間の良好な接着を保証するために精密な制御が必要です。.
冷却と固化：第2の材料の射出後、部品全体が金型内で冷却・固化します。この段階は製品の品質にとって重要であり、冷却速度と時間の精密な制御が必要です。.
金型開閉と取り出し：冷却・固化後、金型が開き、完成したツーカラー製品が取り出されます。.
この詳細なプロセスは、ツーショット成形に必要な技術的な複雑さと精度を示しており、様々な産業で使用される高品質で多機能な部品の生産を可能にします。.
この動画は、ツーショット成形の試作プロセスを示しています。製品が小さく、アンダーカット形状を持つため、金型から自動的に取り外すことができません。金型のリフターに引っかかる可能性があるため、手動で取り出す必要があります。.
ツーショット成形の利点と欠点
ツーショット成形は、単一の成形サイクルで複雑で高品質な製品を多様な外観で製造するという明確な利点があります。後工程を削減し、生産効率を向上させ、コストを低減することができます。しかし、この技術は金型の設計と製造に対して高い要求があり、初期投資が比較的高くなります。.
メリット
生産工程とコストの削減：この方法は、複数の材料の射出を1サイクルに統合し、後続の工程を排除することで、生産コストと時間の両方を削減します。.
製品品質の向上：ツーショット成形は、より耐久性があり、構造的に安定した製品を製造できます。2つの材料の統合は、耐衝撃性やシール特性など、全体の性能を向上させることができます。.
設計の柔軟性：デザイナーは1つの部品内で異なる色や種類のプラスチックを組み合わせることができ、ユニークな視覚的・触覚的品質を提供します。.
デメリット
金型コストの高さ：ツーショット金型の複雑な要件により、コストが高くなります。これらの金型の設計と製造には豊富な経験と精密さが要求され、従来の成形技術と比較して初期投資が大幅に増加します。.
生産時間単価の増加：専用のツーショット成形機は、標準的な射出成形機よりも高価です。さらに、これらの機械の操作には専門的なスキルが必要であり、時間単価の上昇に寄与します。.
環境への懸念：2つの異なる材料を使用することは、リサイクル作業を複雑にします。これらの材料を効果的に分離することは困難な場合があります。リサイクルの複雑さと不良品の再利用ができないことは、ツーショット成形にとって大きな課題となっています。.
2ショット成形の金型要件
ツーショット成形は、同じ成形プロセス内で2つの異なる材料や色を同時に使用する高度な射出成形技術であり、非常に精密な金型を必要とします。このプロセスの成功を確実にするには、いくつかの側面を厳密に制御することが含まれます。.
アライメント精度
金型の位置合わせ精度は極めて重要です。ツーショット成形では、2セットの下型（可動）と2セットの上型（固定）を含む金型を使用し、成形工程中に回転または移動して互換的に位置合わせを行う必要があります。両方の金型セットが外形寸法、内部キャビティ、および高さにおいて完全に一致していることを確認することが不可欠です。.
通常、生産ではCMM（座標測定機、三次元測定装置）を使用して金型の精度を確認し、位置ずれによるフラッシュなどの射出成形不良を防止します。.
厳格な金型設計とレビュー
金型の設計とレビュープロセスは非常に細心の注意を払う必要があります。ツーショット金型のコストが高いため、設計上の欠陥があると両方の金型セットの修正が必要となり、追加コストが発生する可能性があります。したがって、金型の設計段階では、ゲートとランナーの設計、スライダーの配置、冷却システムのレイアウトなど、様々な要素を慎重に考慮する必要があります。これらの側面は、見落としがないことを確認するために徹底的な検証と妥当性確認を必要とします。.
自動ゲート除去
ツーショット成形における生産効率の重視を考慮すると、金型設計は可能な限り自動デゲーティングを目指すべきです。これは、射出成形プロセスの終了時に、射出ポートからの余剰材料が人手を介さずに製品から自動的に除去できることを意味します。これにより、人件費を削減し、生産効率を向上させます。.
2ショット成形の材料要件
ツーショット成形では、基材とオーバーモールド層の接着は、材料選択、金型設計、および加工条件を含む化学的および物理的プロセスによって達成されます。この接着プロセスにより、2つの異なる材料が最終製品内で密接に統合され、構造的に完全で機能的に堅牢な複合材を形成します。以下に、この接着プロセスにおけるいくつかの重要な要素を示します。
材料選定と互換性
互換性のある材料を選択することは、接着の成功にとって重要です。基材とオーバーモールド材料は、溶融状態で互換性があり、有害な化学反応を起こさない必要があります。材料サプライヤーは、どの材料の組み合わせが最良の接着性を達成するかについて、しばしばガイダンスを提供します。.
表面処理
場合によっては、基材の表面がサンドブラスト、化学エッチング、または表面活性化などの特別な処理を受けることがあり、その粗さと化学反応性を高めることで、オーバーモールド層との接着強度を向上させます。.
金型設計
金型設計も、2つの材料の良好な組み合わせを確保する上で重要です。金型は各材料の流路を精密に制御し、2番目の材料が最初の材料の表面に安定した均一な被覆を形成することを確実にする必要があります。.
射出成形パラメータ
射出成形プロセス中の温度、圧力、冷却時間などのパラメータは、両方の材料の特性に適合するように慎重に調整する必要があります。適切な温度と圧力は材料の良好な接着を促進し、適切な冷却時間は材料が内部応力なく固化し、接着強度に影響を与えないようにします。.
分子拡散
溶融状態の2つの材料の界面では、分子拡散が発生し、一方の材料の分子が他方に浸透します。これにより、より強力な化学結合と物理的絡み合いが形成され、2つの材料間の接着性が向上します。
常用材料
- 基板材料：ABS、PC、PC/ABS、PP、PMMA、PA6、PA66など。.
- オーバーモールド材料：TPE、TPU、シリコーン、および基材として使用される硬質プラスチック材料。.
2つの材料の互換性を確認するために、材料サプライヤーに相談することが推奨されます。.
上述の方法とメカニズムを通じて、ツーショット成形は基材とオーバーモールド層の間に密着した結合を実現し、美的にも優れ、高性能な複合材料製品を生産することができます。この技術は、電子デバイス、自動車部品、医療機器などの様々な分野で広く応用されており、製品設計と機能性により多くの可能性を提供しています。.
ツーショット成形とオーバーモールドの比較
ツーショット成形技術について議論する際、オーバーモールドと比較することが一般的です。これら二つの技術は、複数（二つ以上）の射出成形工程を含むという点で多くの側面で類似しているように見えますが、重要な違いがあります。.
接着強度
- ツーショット成形 はこの分野で優れています。この技術は、連続プロセスで二つの材料の間に密着した結合を確保します。最初の射出による基材材料が完全に冷却されていないため、二つの材料の分子鎖が絡み合い融合しやすく、より強固な結合を達成できます。さらに、ツーショット成形は両方の材料の冷却速度と収縮がより一貫していることを確保し、材料収縮の不一致による分離を減少させます。.
- オーバーモールディング は、最初の射出成形部品を手動で別の金型に配置して二回目の射出を行う必要があり、材料結合の密着性に影響を与える可能性があります。.
生産コスト
- ツーショット成形 はより効率的で、連続プロセスで両方の射出を完了します。時間当たりの生産コストは高いかもしれませんが、全体的な効率性により総生産コストを削減できる可能性があります。.
- オーバーモールディング は、基材部品を別の金型に手動で配置する必要があるため人件費を増加させ、射出が別々の工程であるため、全体的な加工コストが高くなる可能性があります。しかし、小ロット生産では、初期投資が低いため、オーバーモールドの方が適しているかもしれません。.
設計多様性
- ツーショット成形 はより大きな設計の柔軟性を提供します。その独特な生産プロセスにより、二回目の射出時に、例えばスライダーやリフターを二回目の射出後にのみ作動させるなど、より複雑な設計を実現することができ、製品設計により広い空間を提供します。.
- オーバーモールディング は、基材部品が金型に配置された後、複雑な構造のためにコアやスライダーを再導入する可能性を制限し、設計の多様性をある程度制約します。特定の設計はツーショット成形でのみ達成でき、オーバーモールドでは達成できません。.
製造精度
- ツーショット成形 は、連続生産プロセスにより、基材部品を金型から取り出す必要がないため、より高い位置決め精度を達成し、製品の全体的な製造精度を向上させます。.
- オーバーモールディング は、最初の射出成形部品を手動で別の金型に配置する際に位置決め誤差を導入し、最終製品の精度に影響を与えます。.
結論として、ツーショット成形とオーバーモールドはどちらも複数の射出工程を通じて複合材料を作成することを目的としていますが、それぞれが異なる製造ニーズに適した独自の利点を提供します。.
- ツーショット成形は、優れた結合強度、設計の柔軟性、および精度で際立っており、大規模で複雑なプロジェクトに理想的です。.
- 一方、オーバーモールドは、コスト上の利点と簡便さを提供し、小規模または複雑さの低い用途により適しています。.
どちらを選択するかは、具体的なプロジェクト要件、コスト、および望ましい結果に依存します。.
結論
要約すると、ツーショット成形は、二つの異なる材料または色を単一サイクルで効率的に組み合わせる高度な射出成形技術であり、設計の柔軟性、製品品質、および生産効率の面で大きな利点を提供します。金型設計と機械への初期投資が高いにもかかわらず、この技術は、高精度と強度を備えた複雑な多材料部品を必要とする用途に対して魅力的なケースを提示しています。.
