プラスチックは、柔軟性、強靭性、そしてプラスチックの最終製品を作る能力で知られています。製造技術はいくつかありますが、すべての方法の中で、特にパイプやチューブなどのプロファイル形状の部品の本格的な大量生産には、押し出しが非常に好まれています。プラスチックの押し出しは、100 年以上にわたって産業で実践されてきました。長い道のりを歩んできたこの方法は、シンプルさ、時間の節約、正確さなどの要因により、今日ではプラスチック製造で最も好まれるプロセスの 1 つとなっています。
このガイドでは、プラスチック押し出しのプロセス、そのプロセスの利点と欠点、およびこの方法を適用するカテゴリと業界について説明します。
プラスチック押出成形プロセスの概要
押し出しは、均一な断面形状を持つ長い部品を製造するための高生産性の方法です。この方法では、熱可塑性材料を融点まで加熱し、圧力を使用してプラスチックをダイに押し込みます。バレル内の回転スクリューの組み合わせにより圧力が発生します。プラスチックが溶けると、ダイから押し出され、ダイの形状の単一のピースとして押し出されます。これを押し出し物と呼びます。押し出し物は、次に冷却ロールまたはウォーターバスで冷却され、固化されます。
プラスチック押し出しは多用途で、チューブ、パイプ、シート、プロファイル、フィルム、カスタム形状を作成できます。プラスチック押し出しに使用される機器には、プラスチック部品の大量生産を可能にするいくつかの重要な部品が含まれています。部品には、フィードパイプ/アダプター、フィードスロート、ホッパー、ブレーカープレート、ダイ、バレル、冷却システムなどがあります。これらはすべて、プラスチック材料を溶かし、適切な形状に成形し、必要な状態まで冷却する上で重要です。
プラスチック押し出しの仕組み：手順
プラスチックの押し出しプロセスに含まれる重要な手順は次のとおりです。
原料の準備
最初のプロセスは、押出成形プロセスで使用されるプラスチックビーズまたはペレットである原材料を準備することです。これらの着色剤は、押出成形プロセスの前にバージンポリマーに混合され、添加され、製品に完全な色彩を与えます。
押し出しプロセスの開始
押出成形工程では、混合されたプラスチック材料が押出成形機のキャビティの開口部に強制的に流入されます。キャビティを通る材料の移動にはスクリュー方式が採用されており、プラスチック材料に衝撃を与えません。
高温で溶解
前述のように、キャビティ内の温度は 400°F (200°C) 以上になります。この高温によりプラスチックが溶け、固体から液体に変化します。
汚染物質のろ過
最終的に押し出されたプラスチックには不純物が含まれていてはいけないため、溶融プラスチックはふるいにかけられ、不純物がふるいにかけられて精製されます。
プロファイルの形成
溶融プラスチックはその後精製され、プラスチックの成形やプロファイル加工に不可欠なダイを通過します。また、押し出されたプラスチックのさまざまなタイプとさまざまなプロファイルのタイプについても説明します。
冷却と仕上げ
押し出されたプラスチックに対して行われるもう 1 つの作業は、成形プロセスが完了した後の冷却プロセスです。その後、冷却され、必要な長さに切断されるか、スプールまたはコイル状に巻かれ、押し出しプロセスが完了します。
最終成果物
これらの手順により、新しい個別のチャネル、プロファイル、またはチューブが多数使用されることになります。
表: プラスチック押出プロセスのステップ
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手順 |
詳細説明 |
重要性 |
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給餌 |
プラスチックペレットが押出機に導入されます。 |
原料を使用して押出プロセスを開始します。 |
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融解 |
ペレットは摩擦と外部ヒーターによって加熱され、溶解されます。 |
固体ペレットを展性のある形状に変換します。 |
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整形 |
溶融したプラスチックは、成形されたダイを通して押し出されます。 |
押出製品の最終プロファイルを決定します。 |
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冷却 |
押し出された異形材は冷却により固化します。 |
さらなる取り扱いのために製品の形状を固定します。 |
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カット・コイリング |
製品は所定の長さにカットされるか、コイル状に加工されます。 |
流通または販売用の押し出しプロファイルを準備します。 |
プラスチック押出成形プロセスの種類
プラスチックの押し出しでは、用途、使用する材料の種類、製造する最終製品に応じてさまざまなプロセスが使用されます。ただし、すべてのプロセスは一般的な手順に従います。したがって、プロセスの選択は主にダイの形状と設計によって決まります。複雑なデザインには、他のタイプよりも適したタイプがあります。 プラスチック押出成形の4つの主な種類 現在業界で使用されているプロセス:
- チューブ押出成形
チューブ押出成形は、その名の通り、パイプや医療用チューブなどのチューブや中空製品の製造に最適です。この工程は、ダイ部分までは通常の押出成形プロセスと同様です。ダイにマンドレルまたはピンを挿入して中空部分の内形を成形し、ピンを通して正圧を加えます。穴が多数ある場合、プラスチック押出成形メーカーはダイの中央に複数のピンを使用します。各ピンの空気圧を調整することで、金型が作る各穴のサイズを設定できます。
- ブローフィルム押し出し
ブローフィルム押し出しは、もう 1 つの標準的なプロセスです。これは、ショッピング バッグなどの製品の製造に適用されます。この方法は、通常の押し出しプロセスと非常によく似ています。唯一の違いは、ダイが円形の穴のある直立した円筒形であることです。このダイには、冷却に基づいてさまざまな高さに配置できるニップ ロールによって溶融プラスチックが引き抜かれます。フィルムの冷却を助けるために、ダイの周囲にエア リングが組み込まれています。押し出されたプラスチック プロファイルの中央に高圧空気が供給され、気泡が形成されて、プラスチックの断面積が拡大します。この気泡は、ニップによって平らにされ、2 層フィルムにロールされます。ストリップに切断したり、コイルに巻いたり、印刷したりできます。
- シートフィルム押出
ブローフィルム押し出しはシートフィルム押し出しに似ていますが、管状製品の作成に重点を置いています。押し出しプロセスの後、材料は引っ張られ、希望する薄さと表面の質感になるまで巻かれます。また、材料の冷却と固化を助け、巻き取りプロセスは数回のパスで完了します。
- オーバージャケット押し出し
オーバージャケット押し出しは、ワイヤーにプラスチック ジャケットを付ける際に広く使用されている別の技術です。このプロセスには、圧力ツールとジャケット ツールの 2 つの主な種類のツールがあります。ツールの使用は、プラスチックとワイヤーの相互作用の度合いによって異なります。圧力ツールは、ツールがワークピースに接触する必要がある場合に使用され、ジャケット ツールは、ツールがワークピースに接触しない場合に使用されます。圧力ツールでは、ピンがクロスヘッドの内側で終わるため、溶融プラスチックがダイ内のワイヤーを覆うことができます。ジャケット ツールでは、ピンがダイの表面まで移動し、出てくるワイヤーを覆います。
一般的なプラスチック押出材料
以下は、押し出される最も一般的なプラスチックの一部です。
ポリエチレン（PE）
ポリエチレンは、柔軟性、耐久性、耐薬品性など、いくつかの優れた特性を備えています。この熱可塑性プラスチックは、色の定着性、強度、低温特性に優れているため、包装、パイプ、容器用のフィルムに使用されています。
ポリプロピレン（PP）
ポリプロピレンの特性には、耐薬品性と汎用性があります。この熱可塑性プラスチックは頑丈で、耐摩耗性に優れています。さまざまな色合いがあり、包装、自動車用途、繊維などさまざまな用途に使用されています。また、低温特性も優れています。
ポリ塩化ビニル（PVC）
ポリ塩化ビニルは、最も利用されている最も安価な熱可塑性プラスチックの 1 つで、高い機械的特性を備えています。このプラスチックには 2 つのタイプがあり、剛性と柔軟性の特性を備えています。また、硬質 PVC は衝撃や紫外線によって曲がることがないため、パイプ、窓、ドアに最適です。SAR 軟質 PVC は経済的で用途が広く、ケーブル ジャケットや床材に使用されています。これらの特性から、この素材は天候にあまり左右されず、引き裂き強度がかなり高く、非常に引張強度が高いことがわかります。
ポリスチレン（PS）
ポリスチレンは軽量で非常に脆い熱可塑性プラスチックで、包装材、使い捨て食器、断熱材などに使用されています。使いやすさと効率性から、このような用途に使用されています。
アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）
ABS は、非常に硬く、耐衝撃性に優れた熱可塑性プラスチックで、スチレンとアクリロニトリル、ポリブタジエンから合成されます。スチレンは光沢のある防水表面を与え、ポリブタジエンは強度を高め、さまざまな温度で優れた性能を発揮します。ABS は頑丈で見た目も美しいため、自動車部品、おもちゃ、電子機器などに使用されています。 プラスチックのレーザーマーキング 耐久性と美観のため、ABS 製品のラベル付けによく使用される手法です。
ポリアミド（PAまたはナイロン）
ナイロンは、優れた機械的特性を持つポリマー材料である高性能熱可塑性プラスチックです。その機械的特性により、自動車産業、工業部品や繊維の製造に広く使用されています。
ポリカーボネート（PC）
ポリカーボネートは、優れた衝撃強度と高い光透過率を備えた熱可塑性材料です。この材料は、その剛性、着用状態、高温および低温での特性が高く評価されています。自動車アクセサリーやガジェットのケースの製造などに使用されています。
ポリエチレンテレフタレート（PET）
PET は、主に飲料や食品の包装に広く使用されています。また、固体で剛性が高いため、織物繊維や無数のエンジニアリング用途にも使用されています。
これらの材料は、押し出しプロセスが遭遇する可能性のある環境と製品の最終的な用途に応じて選択されます。
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プラスチック押出成形の用途
プラスチック押出成形用途 多くの業界や分野で広く普及しています。主な用途をいくつか挙げます。
ワイヤー絶縁
プラスチックは優れた絶縁体であり、柔軟性があるため、通電中の電線を簡単に覆うことができます。プラスチックで覆われた電線のほとんどは、 シリコーン押出 しっかりとしたケーブル施工方法だからです。
パイプとチューブ
プラスチックの押し出し加工で作られる製品の最大のカテゴリーはパイプとチューブです。このプロセスは、市場のかなりの部分を占めるパイプとチューブの製造に使用され、比較的単純な金型を使用して行われます。
窓とドア
プラスチックの押し出し加工により、窓やドアの強度が向上します。特に素材が PVC の場合は、紫外線の影響を受けないため、強度が向上します。これにより、押し出し加工されたプラスチックの窓やドアは頑丈になり、天候の変化に耐えることができます。
ブラインドとシェード
ブラインドやシェードもプラスチック押し出しの重要な用途の 1 つで、家庭やオフィスで非常に人気があります。たとえば、多くのブラインド、特に木製ブラインドの自然な外観は、押し出しプロセスで製造されたポリスチレンベースに基づいています。
ウェザーストリッピング
隙間風防止材は、ウェザーストリップ部品の中でも、プラスチック押出成形品で作られる部品のひとつです。この製品は、ドアや窓枠に密着させて外気の侵入を防ぐためのものです。ゴム素材でシールを形成する方が簡単なので、ウェザーストリップに使用されます。
ワイパーとスクイジー
フロントガラスのワイパーは主に押し出し加工で製造されます。押し出し材料は一般的に EPDM または共押し出しによる合成ゴムと天然ゴムの組み合わせです。同様に、手動スクイージーは押し出しゴムで作られており、表面から水を簡単に拭き取ることができます。
表: プラスチック押出成形の自動車用途
| 用途 | 詳細説明 | 公式サイト限定 |
| バンパーカバー | 押し出し成型プラスチックバンパーは耐久性を提供し、衝撃を吸収します。 | 重量を軽減し、安全性を高めます。 |
| ウェザーストリッピング | ドアや窓にシールを貼り、水漏れを防ぎます。 | 快適性が向上し、騒音も軽減されます。 |
| インテリアトリム | 車内の装飾および機能部品。 | 美的価値と機能性を追加します。 |
| 流体ハンドリングチューブ | ボンネットの下で液体を輸送するために使用されます。 | 化学薬品に耐性があり、圧力にも耐えます。 |
| ワイヤーハーネス | 電気配線の保護カバー。 | ワイヤーを整理し、損傷から保護します。 |
プラスチック押し出し加工のメリットとデメリット
上記の説明からわかるように、プラスチックの押し出し加工にはいくつかの利点がありますが、欠点もあります。ここでは、その両方について説明します。
優位性
- 押し出し後の操作: プラスチック材料は、押し出し後、実際の凝固プロセス前でも適度に柔らかいため、製造業者は最高品質の製品を生産することができます。
- 費用対効果の高い 押し出しは、多くの工具を必要としないため、他のプラスチック製造技術に比べて経済的です。
- 柔軟性: プラスチックの押し出し加工では、断面が均一であれば柔軟性が高く、断面を変えずに複雑な形状を作ることができます。
デメリット
- 寸法変化: 最終製品の寸法は、押出成形後に高温のプラスチックが膨張するため、元の寸法より若干大きくなります。事業規模の影響については、どのように影響するかを予測するのはかなり困難です。
- 製品の制限: 製造できる製品に関しては、押出プロセスの柔軟性は限られています。さまざまな製品を製造するには、新しい押出設備の取得が必要になります。
プラスチックの押し出し成形と射出成形
プラスチック押し出し成形と射出成形はどちらもプラスチック製品の製造に不可欠です。しかし、両者には明確な違いがあります。
- 次元フォーカス: 製品が平面の場合はプラスチック押し出しが使用され、製品がより立体的な場合は射出成形が使用されます。
- 成形プロセス: 押し出し成形では、最終製品の形状はプロセスで使用される金型の形状と同じになりますが、射出成形では、材料の形状は金型の形状と同じになります。
- 断面製作： 押し出し成形では製品の単純な断面を非常に簡単に作成できますが、射出成形で製品の断面を作成する場合、金型は複雑になります。
- 強度とコスト: ほとんどの場合、射出成形品は押し出し成形品よりも強度に優れています。ただし、射出成形は効率が良い反面、金型のコストがかかるため、若干高価になります。
表: 射出成形とプラスチック押出成形の用途
| 用途 | プラスチック押出 | プラスチック射出成形 |
| パイプとチューブ | ✓ | |
| 窓枠 | ✓ | |
| 断熱カバー | ✓ | |
| 食品容器 | ✓ | |
| 自動車ダッシュボード | ✓ | |
| 医療機器 | ✓ | ✓ |
| 電子ハウジング | ✓ | |
| ビニール袋 | ✓ | |
| トイズ | ✓ | |
| アウトドア用家具 | ✓ | ✓ |
プラスチック押し出しとアルミニウム押し出し
押し出しはプラスチックと金属の両方に適用できる技術ですが、この 2 つは使用方法が異なります。プラスチック押し出しは熱可塑性プラスチックの連続プロファイルを製造するプロセスであり、アルミニウム押し出しは金属部品を製造するプロセスです。アルミニウム押し出しを使用する理由は、低密度、高い熱伝導性と電気伝導性、およびリサイクル性などの要因によるものです。アルミニウム プロファイルは、バー、チューブ、ワイヤ、パイプ、フェンス、トラック、フレーム、ヒートシンクなどに広く使用されています。
アルミニウムは熱間押出または冷間押出が可能です。どちらを選択するかは、使用するアルミニウムの種類と最終製品によって異なります。熱間押出は3500℃～5000℃で行われ、冷間押出は室温で行われます。詳細については、 アルミ押し出しウェブサイトをご覧ください。
プラスチック押出成形とプラスチック CNC 機械加工
押出成形の強みは、断面形状が均一な部品を製造できる点にあり、長尺材料を必要とする用途に最適です。一方、CNC加工は、プラスチックの塊やシートから複雑な部品を高精度で製造できるという特長があります。設計の柔軟性と、厳しい公差で複雑な形状を製造できる能力が高く評価されています。さらに、プラスチックのCNC加工は、複雑さ、精度、滑らかな仕上がりが重要な、少量から中量生産において最適な選択肢となっています。
表: プラスチック CNC 加工と押出成形の用途
| 用途 | プラスチック押出 | プラスチックCNC加工 |
| カスタムプロファイル | ✓ | |
| 詳細なコンポーネント | ✓ | |
| プロトタイプ | ✓ | |
| 大型パネル | ✓ | |
| 歯車・精密部品 | ✓ | |
| 看板 | ✓ | ✓ |
| 構造コンポーネント | ✓ | |
| 高精度工具 | ✓ |
プラスチック押出成形における材料選択
最終製品が価値があり耐久性のあるものであるならば、プラスチック押し出しに適した材料は非常に重要です。これは、製造可能性とコストが、使用する材料の決定に非常に左右されるからです。プラスチック樹脂を選択する際の最初の基準は、部品が使用される用途でどのような特性を発揮する必要があるかを判断することです。プラスチックによって特性が異なるため、次の要素を考慮してください。プラスチックによって特性が異なるため、次の要素を考慮する必要があります。
- 環境耐性： 耐熱性、耐寒性、紫外線耐性、その他の耐候性。
- 剛性/柔軟性: 部品が柔軟であるか堅固であるかの程度。
- 耐衝撃性と強度: 衝撃荷重に耐えてそれを分散する材料の能力、および材料の形状と強度を維持する材料の能力。
- 審美的な魅力: 最終工程では、最終製品の仕上がりと感触が求められます。
この点では、コストを抑えるために、要件を満たしていても建設に一般的な、特別で高価なものではない材料を選択する必要があります。さまざまなタイプのプラスチック樹脂が定義されると、どのプラスチック樹脂を使用するかを決定するのが容易になります。Boda Tech の専門家は、プロジェクトに使用できる材料と充填剤に関する提案を提供し、ご質問にお答えすることもできます。
まとめ
プラスチック押出 プラスチック製造は、設計と応用上の特徴を備えた重要なプロセスであり、シート、フィルム、コーティング、パイプ、チューブなどが含まれます。最良の結果を得るには、Boda Techのような経験豊富な企業にプラスチック製造を依頼することをお勧めします。Boda Techは、プラスチック製造サービスを提供する一流企業であり、優れた機械と経験豊富なスタッフによる設計と最適化において優れています。信頼性が高く、かつ低価格なプラスチック製造サービスが必要な場合は、Boda Techまでお問い合わせください。 押出成形サービス プロジェクトを開始します。
よくあるご質問
Q1. ウェザーストリップにはどのような材料が使用できますか?
ウェザーストリップは通常、ゴムまたは合成材料で作られており、ドアや窓の周りの隙間を密閉するために使用されます。
Q2. ワイパーなどのカーアクセサリーはどのように製造されているのですか？
ワイパーは通常、合成ゴムまたは人工ゴムと天然ゴムの混合物を使用した押し出し加工によって製造されます。
Q3. アルミニウム押し出し加工の一般的な利点は何ですか?
アルミニウム押出成形品は軽量で、導電性が高く、リサイクル可能なため、さまざまな業界のさまざまな用途に最適です。
Q4. 熱間アルミ押出しと冷間アルミ押出しの違いは何ですか？
熱間押し出しでは、パイプ、ロッド、アルミニウム プロファイルを製造するために 350 ～ 500°C が必要です。室温で行われる冷間押し出しでは、ギア、ファスナー、チューブなどのアイテムが製造されます。
Q5. Boda Tech ではプラスチック押し出しの小口注文を受け付けることは可能ですか?
Boda Tech は、試作および短期生産を提供する少量カスタムプラスチック押出機会社です。