やあ、皆さん。もう一度深く掘り下げる準備はできましたか?
いつでもそれに取り組む準備ができています。
素晴らしい。そこで今日は、あなたがすべての人と対話することについて話します。
一日に、一日に複数回でも。
わかりました。射出成形について詳しく説明します。
ああ、それはいいですね。そこでパックに迷った。
本当にそうです。つまり、考えてみましょう。あなたの手にある携帯電話、コンピューターのマウス、そしておそらくあなたが座っている椅子の一部さえも。
考えられるほとんどすべてのプラスチック製品。射出成形で作られた可能性が高いです。
その通り。そして、プロセス全体を詳しく説明するための非常に優れた説明記事がここにあります。
楽しいものになるはずです。
私もそう思います。それでは、基本から始めましょう。射出成形とは具体的に何ですか?
さて、ケーキの型を持っていると想像してください。右？
わかった。わかった。
生地を流し込んで焼き上げると、完璧な形のケーキが出来上がります。
理にかなっています。
射出成形も似ていますが、バッターの代わりに溶融プラスチックについて話している点が異なります。
溶けたプラスチック。わかった。
うん。基本的には、プラスチック ペレットを溶けるまで加熱し、その溶けたプラスチックを高圧下で金型に注入します。
ああ、なるほど。それで型の形がとれます。
その通り。プラスチックは型内で冷えて固まり、型を開けると、必要な形状の固体部品が得られます。
おお。このようにして、何百万もの同一のレゴ ブロックや水筒のキャップ、さらには車のダッシュボードのような複雑な形状もすべて入手できるのです。
射出成形のおかげです。同一の部品を多数製造する非常に効率的な方法であるため、大量生産で広く使用されています。
それはとても理にかなっています。
うん。
さて、ここで紹介する記事では、射出成形プロセス全体を段階に分けて説明しています。
うん。ただ溶かして注入するだけではありません。それ以外にもたくさんのことがあります。
右。ただ溶かして噴出する以上のものでなければなりませんね?
ああ。かなり。
それでは、それらの段階を見ていきましょう。一番最初のステップは何でしょうか？
さて、最初のステップは型を閉じることです。ここで、金型の 2 つの半分が一緒になって密閉されたキャビティが形成され、ここで魔法が起こります。
メインイベントの舞台設定のようなものです。
その通り。そしてその印鑑は超重要です。射出プロセス中の漏れを防ぎます。
理にかなっています。溶けたプラスチックがあちこちに飛び散るのは望ましくありません。
絶対に違います。
さて、これで金型がすべて固定され、準備が整いました。実際、そのプラスチックはどのようにして金型に入るのですか?
そうですね、ここからが本当に興味深いことになります。これらのプラスチックペレットは、通常は顆粒状です。それらは、巨大なオーブンのような、加熱された樽に入れられます。
さて、それで暑くなってきましたか？
そうそう。プラスチックが溶けて液体になるほど高温です。そして、油圧または機械の力を使用して、その溶融プラスチックがノズルを通って金型キャビティに射出されます。
おお。これは、カップケーキの型に詰める作業の、一か八かの超高速バージョンのようなものです。
私はその例えが好きです。
それでは、金型がこの熱い液体プラスチックで満たされたらどうなるでしょうか?冷めるのを待つだけですか？
完全ではありません。圧力の保持と呼ばれる重要なステップがあります。
圧力をかけ続けますか？
うん。金型とプラスチックが冷え始めると、当然、少し収縮しようとします。
そのため、圧力をかけて形状を維持します。
その通り。最初の射出後にその圧力を維持することで、部品が意図した形状を維持し、欠陥の形成を防ぎます。
ヒケとか隙間とか。
その通り。これらは最終製品の構造的完全性を損なう可能性があります。私たちはそれを望んでいません。
わかった。だからそのポーズを保ってください、小さなプラスチックの部分。次は何でしょうか？
次に冷却段階が始まります。冷却剤は金型に組み込まれたチャネルを通って流れ、プラスチックが迅速かつ均一に固まるのを助けます。
ああ、これはプラスチックにとって完璧なタイミングで氷浴をするようなものですね。そして、いよいよ完成品を目にすることになります。
わかりました。型開き。クランプシステムが逆転します。型の 2 つの半分が分離します。これで、成形されたばかりのパーツが完成しました。
小さなプラスチック製の寝台のようなものです。それで終わりですよね？ポットはプラスチック製です。すべて完了しました。
まあ、完全ではありません。通常、それにはもう少し続きます。部品を金型から取り出す必要があります。また、設計によっては、余分な材料をトリミングしたり、部品が品質基準を満たしていることを確認する検査など、追加の手順が必要となる場合があります。
そうです、特に何千、何百万もの部品を作る場合には、すべての部品が完璧でなければならないからです。
その通り。射出成形では品質管理が非常に重要です。
さて、次に進む前に、ちょっと興味があります。なぜ射出成形が大量生産においてこれほど支配的なのでしょうか?なぜこれが非常に多くのものを作るための頼りになる方法なのでしょうか?
まず第一に、これは信じられないほど効率的で生産的です。車のダッシュボードの製作のようなものを考えてみましょう。人間の介入を最小限に抑えながら、大量の複雑な部品を継続的に量産できます。
さて、私たちはスピード、自動化、人件費の削減、製造における大きな勝利について話しています。他に何がそんなに素晴らしいのでしょうか？
もう 1 つの大きな利点は一貫性です。射出成形では、実質的に同一の部品が製造されます。そして、その均一性は医療のような業界では非常に重要であり、注射器のようなもののわずかな違いでも大きな問題になる可能性があります。
右。つまり、ただたくさんのものを作るだけではありません。全く同じものをたくさん作ることです。
その通り。それに加えて、信じられないほどの素材の多用途性を備えています。 1 種類のプラスチックに限定されるわけではありません。さまざまなオプションがあり、それぞれに独自の特性があります。
うーん、興味深いですね。つまり、プラスチックの状況はすべてに当てはまるというわけではありません。
いえ、全然違います。私たちは、何度も溶かして再成形できる熱可塑性プラスチックや、加熱すると永久に固まる熱硬化性プラスチックなどについて話しています。
おっと、ちょっと待ってください。熱可塑性プラスチック?サーモって何？それを少し分解してもいいでしょうか？
もちろん。専門用語ばかりで迷ってしまいがちです。このように考えてみてください。熱可塑性プラスチックはろうそくの蝋のようなものです。
キャンドルワックス。
わかった。溶かして振り直すと、基本的な特性を変えることなく再び固まります。適応性があり、再利用可能です。
そうですね、熱可塑性プラスチックはプラスチック界のカメレオンのようなものです。
わかった。
他の熱硬化性プラスチックについてはどうですか?
右。したがって、熱硬化性プラスチックは少し異なります。ケーキを焼くことと同じだと考えてください。加熱して成形すると、化学変化が起こり、永久に固定されます。
ああ、なるほど。したがって、熱可塑性樹脂のように溶かして再形成することはできません。
いいえ。一度設定すれば、永久に設定されます。これらは、耐熱性が重要な用途でよく使用されます。
さて、イメージがつかみ始めました。それは、仕事に適したツールを選択するようなものです。再利用可能なウォーターボトルを作る場合は、熱可塑性プラスチックが最適かもしれません。ただし、自動車部品など、高温に耐える必要があるものの場合は、サーモスタットプラスチックを選択することもできます。
その通り。それはほんの表面をなぞっただけです。材料の選択に関しては、世界中にプラスチックポリマーが存在し、それぞれに独自の長所と短所があります。
したがって、適切なプラスチックを選択することは、設計プロセスにおいて重要です。
絶対に。最終製品を成功させることも失敗させることもできます。
これはプロダクトデザイナーにとって冒険のように感じられ始めています。非常に多くのオプション、非常に多くの可能性。
なかなかすごい分野ですね。常に何か新しいことを学び、発見することができます。
さて、この詳細な説明の最初の部分では、多くの内容をカバーしました。私たちは、溶融プラスチックから完全に形成された部品に至るまで、さまざまな種類のプラスチックについて話し合い、材料選択の重要性についても触れました。
ここまでは楽しいドライブでした。
本当にそうなりましたが、まだ始まったばかりです。
探索すべきことはまだたくさんあります。
さて、ディープダイビングへようこそ。前回は、溶融プラスチックから完成部品に至るまでの射出成形の短期コースを学びました。
考えてみると、それはかなり驚くべきプロセスです。
本当にそうです。しかし今は、素材自体について少し詳しく知りたいと思っています。
さて、プラスチックについて話しましょう。
はい、これらのさまざまなプラスチックの核心を見てみましょう。一体どこから始めればいいのでしょうか？そこには宇宙全体のようなものが存在します。
さて、その2つの本家について話しましたよね？熱可塑性プラスチックと熱硬化性プラスチックです。
そうです、そうです。これらが大きなカテゴリです。
うん。それは良い出発点です。そして、それらのファミリーの中には、それぞれに独自の個性や目的を持つ、多種多様な特定の素材が存在します。
そうですね、家族の再会のようなものですが、プラスチックに関するものです。それでは、おなじみの顔から始めましょう。たとえば、私たちがおそらく毎日何も考えずに使用しているプラスチックにはどのようなものがあるでしょうか?
最も一般的なものの 1 つはポリエチレン (略して PE) です。
ペー。そうですね、それはおなじみですね。
きっと毎日のように遭遇していると思います。食料品の薄っぺらなビニール袋のことを考えてみましょう。わかった。
ミルクジャグ、オンライン注文を保護するパッケージの一部も。
おお。つまり、PEはどこにでもあります。何がそんなに人気なのでしょうか？
そうですね、柔軟性があり、耐久性があり、化学薬品にも強いので、液体などを入れる容器などによく使われます。
そうですね、それは理にかなっています。ということで、かなり汎用性の高い素材です。
本当にそうです。そして、ここに興味深いことがあります。 PE には実際にはさまざまな密度があります。
ちょっと待って、密度が違う？では、すべてが同じではないのでしょうか？
スーパーで売っている低密度ポリエチレン製の薄いビニール袋とはまったく同じではなく、丈夫なミルクジャグのような高密度ポリエチレン製です。
ああ、密度によって強度や剛性が変わるんですね。
その通り。重要なのは、その仕事に適した種類の PE を選択することです。
そうですね、製品に適したプラスチックを選択するためにどれだけの考慮が払われているかがわかり始めています。プラスチックがプラスチックであるだけではないですよね？
絶対に違います。各タイプには独自の長所と短所があります。さて、ここにどこにでもあるもう一つの主力プラスチックがあります。ポリプロピレンまたはpp.
pp.ふーむ。さて、ポリプロピレン。あれは何で知られているのですか？ PP は強度があり、耐衝撃性があり、熱にも非常に優れていることで知られています。
うーん、耐熱性があるということですか？食品容器の底にそう書いてあるのを見たことがあると思います。それは同じものですか？
わかりました。電子レンジ対応の容器の多くは、高温に耐えられるため、PP で作られています。
おお。理にかなっています。
PP は非常に強く耐久性があるため、自動車部品、屋外用家具、一部の種類の衣類などにもよく使用されています。
おお。つまり、残り物から車のバンパーに至るまで、PP はすべてを実現します。
かなり。プラスチックの世界のマルチツールのようなものです。さて、次の準備はできましたか?ポリスチレンやPSポリスチレンはどうでしょうか。 PS わかりました、それについて教えてください。そうですね、これは軽量で硬いプラスチックで、使い捨てカップや、箱の中に増えそうなピーナッツを詰めるもの、さらには断熱材にもよく使われています。
PSは使い捨ての王様です。
その通り。それはどこにでもあります。しかし、環境への影響全体を考慮すると、必ずしも最善であるとは限りません。
ええ、それはおそらく別の会話であるべきです。しかし今は、マテリアル自体にこだわりましょう。以上、より一般的なプラスチックについて説明してきました。強打者などはどうでしょうか？
高機能プラスチックって？
そう、宇宙船か何かで使うようなものです。
まあ、宇宙船ではないかもしれませんが、間違いなく印象的なアプリケーションからのものです。
わかりました、興味があります。私の上に置いてください。
さて、思い浮かぶのはポリカーボネートまたは PC です。
PC、そういえばメガネに刻印されているのを見たことがある気がします。
そうですか？わかりました。眼鏡、安全ヘルメット、さらには一部の防弾ガラスもポリカーボネートで作られています。非常に強く、透明で、信じられないほどの耐衝撃性があります。
おお。目を保護することから弾丸を防ぐことまで。 PC はプラスチックのスーパーヒーローのように聞こえます。
それは間違いなくケープに値します。そして、言及する価値のあるもう 1 つの高性能製品は、abs (クリロニトリル ブタジエン スチレン) です。非常に丈夫で耐衝撃性があり、非常に複雑な形状に成形できることで知られています。
ふーむ。腹筋ちょっと待って。それがレゴブロックでできているんじゃないの？
あなたはそれを知っています。レゴ ブロックは、ABS が動作している完璧な例です。耐久性に優れ、複雑なディテールを保持し、虹のあらゆる色を取り揃えています。
すごいですね。そこで、熱可塑性プラスチックを入手しました。それらは私たちが再溶解して再形成できるものですよね?
まさにキャンドルの蝋のたとえと同じです。
わかった。しかし、熱硬化性プラスチックもあります。現実世界ではどのようなものがあるでしょうか?
さて、熱硬化性プラスチックです。これらは加熱されると化学変化を起こし、永続的に超硬質になることに注意してください。そのため、耐熱性や耐久性が重要視される用途に使用されています。
さて、熱可塑性物質が遊びのようなものだとしたら。熱硬化性プラスチックは窯で焼かれた粘土の彫刻のようなものだとおっしゃっていますね。一度設定すると永続的になります。
その通り。射出成形で一般的に使用されるものの 1 つはフェノール樹脂です。
スパール樹脂。
そうそう。非常に耐熱性があり、電気絶縁性があり、全体的に非常に丈夫であることで知られています。
かなり工業的な力強そうですね。では、フェノール樹脂はどのようなものに使われているのでしょうか？
いろんなもので見つかりますよ。電気部品、家電製品の成形部品、一部の接着剤も含まれます。
つまり、基本的には高温に耐え、その形状を維持する必要があるものすべてです。
時間、わかりました。レンガの壁に相当するプラスチックのようなものです。しっかりしていて信頼できる。もう一つ重要なのはエポキシ樹脂です。
エポキシ樹脂。うーん、それは懐かしいですね。それは一部の高性能接着剤に使用されているものではないでしょうか？
その通り。ほとんどのものを接着できる超強力な接着剤で、おそらくエポキシ樹脂が含まれています。
おお。つまり、単なる接着剤ではありません。
そうそう。エポキシは、コーティング、複合材料、さらにはエレクトロニクスにも使用されています。
したがって、エポキシ樹脂は、物の結合から表面の保護まで、熱硬化性の世界の多用途のヒーローです。
私はそれが好きです。多才な英雄たち。
つまり、私たちは信じられないほど幅広いプラスチックを持っており、それぞれが独自の、いわば超能力を持っています。しかし、私が興味があるのは、デザイナーは実際に特定の製品に使用するプラスチックをどのように選択するのでしょうか?
それは100万ドルの質問ですよね？
うん。何か秘伝のようなものがあるのでしょうか？
秘密の公式はありませんが、デザイナーが考慮する重要な要素がいくつかあることは間違いありません。彼らは、強度、剛性、衝撃、抵抗などの機械的特性について考えています。
さて、基本的にそれはどれほど難しいことですか。
右。次に、熱特性、プラスチックが熱にどれだけうまく対処できるか、融点がどれくらいかなどがあります。
では、電子レンジや食洗機に入れることはできるのでしょうか？そういうこと。
その通り。そしてもちろん、耐薬品性も重要であり、特に特定の物質と接触する可能性のある製品にとっては重要です。
右。洗浄剤や溶剤などのようなものです。つまり、これらのさまざまな要素をすべて考慮して、バランスを取る作業のようなものです。そして、コストも関係していると思いますよね？
ああ、絶対に。一部のプラスチックは他のものよりもはるかに高価です。したがって、デザイナーは、パフォーマンス、機能性、手頃な価格の間のスイートスポットを見つける必要があります。
右。予算のバランスも取らなければなりません。
その通り。それは常にトレードオフです。
私たちはこれらのさまざまな素晴らしいプラスチックについて話してきましたが、部屋の中の象や環境への影響などにも取り組む必要があると思います。
ええ、確かに。
プラスチックが生産されることは大きな懸念です。それについてはどう思いますか？
まあ、あなたは完全に正しいです。プラスチックが環境に与える影響は大きな問題です。それを無視することはできません。しかし良いニュースは、射出成形業界がこの問題を真剣に受け止めていることです。いくつかのポジティブな変化が起こっています。
わかりました、それはいいですね。では、彼らはどのようにしてそれをより持続可能なものにしているのでしょうか?
そうですね、主な焦点の 1 つは再生プラスチックの使用です。リサイクル材料を製品に組み込むメーカーが増えており、これによりバージンプラスチックの必要性が減り、プラスチック廃棄物が埋め立て地に送られるのを防ぐことができます。
そうですね、プラスチックをただ捨てるのではなく、第二の人生を与えるようなものです。この持続可能なプラスチックの世界では他にもイノベーションが起きているのでしょうか？
絶対に。現在、生分解性プラスチックに関する研究が数多く行われています。実際には時間の経過とともに自然に分解する可能性のあるもの。
おお、生分解性プラスチックだ。それはゲームチェンジャーのように聞こえます。
そうかもしれません。まだ初期の段階ですが、生分解性プラスチックは、特に包装などの使い捨てアイテムにおいて、ますます実用的になってきています。
では、プラスチックにはより持続可能な未来への希望があるのでしょうか？
ああ、確かに。業界は常に革新を続けており、その影響を軽減し、プラスチックのより循環的な経済を生み出す新しい方法を見つけています。
それを聞いて本当に励みになります。そのため、私たちは日常的に使用するプラスチックからこれらの高機能素材に移行し、環境面にも触れてきました。
カバーすべきことがたくさんあります。
実際の製品の設計や製造は言うに及ばず、適切なプラスチックを選択するだけでもどれほどの労力がかかるかには驚かされます。
右。その背後には完全な科学があります。
ですから、次にデザイン面に踏み込むことにとても興奮しています。たとえば、デザイナーは実際にどのように射出成形を使用して、私たちが毎日目にする革新的な製品を作成しているのでしょうか?
さて、それでは始めましょう。デザインプロセスは物事が本当に興味深いところです。
Deep dive へようこそ。射出成形の世界への旅もいよいよ最終段階に入りました。
そして、なんと素晴らしい旅だったでしょう。
私は当然知っている？溶融プラスチックから多種多様な素材まで。そして次に、デザイナーがこのプロセスをどのように使用して、最も革新的な製品を作成するかを見ていきます。
いわば、ここがゴムと道路が接する場所です。
うん。それでは、デザイナーの考え方を見てみましょう。射出成形を行う際に留意すべき点は何ですか?
考慮すべき重要なことの 1 つは、抜き勾配と呼ばれるものです。
抜き勾配角度。わかった。それを私に分解してください。
ブントパンからケーキを取り出そうとしているところを想像してみてください。ご存知の通り、あの曲線の多い鍋ですよね？
うん。私はバントケーキが大好きです。
右。つまり、型の側面が上下に完全に真っ直ぐであれば、ケーキはくっつくでしょう。きれいに出ませんよ。
はい、それはわかります。
しかし、型にわずかなテーパーがあり、側面に少し傾斜がある場合、ケーキはすぐに滑り落ちます。
わかりました、理にかなっています。
これらのテーパーや傾斜は抜き勾配と呼ばれます。そして、これらは射出成形において、部品を金型からきれいに取り出すために非常に重要です。
したがって、プラスチックが引っかかったり、形が崩れたりしないようにすることがすべてです。
その通り。その部分が毎回完璧に飛び出すようにしたいのです。
さて、ドラフト角度を決めます。わかった。デザイナーのチェックリストには他に何がありますか?
壁の厚さもまた大きなものです。部品全体にわたって一貫した肉厚を持たせる必要があります。
なぜそれがそれほど重要なのでしょうか?
重要なのは、プラスチックが均一に冷えることです。金型の一部の部分が他の部分より厚い場合、冷却速度が異なるため、あらゆる種類の問題が発生する可能性があります。
どのような種類の問題がありますか？
反り、ヒケ、何でもあります。部品がねじれたり凹んだり、見た目が正しくない状態になったりする可能性があります。
さて、このプロセス全体にどの程度の精度が必要かがわかり始めています。
精度が重要です。
したがって、抜き勾配と壁の厚さがわかります。他に何か？
ああ、まだあります。設計者はリブやボスの配置についても考える必要があります。
リブとボス。さて、ここからは専門用語の説明に入っていきます。
あはは。私は当然知っている？しかし、心配しないでください。思っているほど複雑ではありません。リブのエンボスは、建物の梁のような補強要素と考えてください。
わかった。したがって、部品に強度が追加されます。
その通り。これらは部品の剛性を高め、曲がったり壊れたりしにくくするのに役立ちます。
したがって、パーツの見た目をクールにするだけではなく、機能的にすることも重要です。
絶対に。フォームとD関数。そして設計者は、これらのリブのエンボスが、金型に充填される溶融プラスチックの流れにどのような影響を与えるかを考慮する必要があります。
右。プラスチックが適切に流れることができない場合、最後まで完全に充填されていないか、弱い部分ができてしまうからです。
その通り。それは、溶けたプラスチックを金型の隅々まで行き渡らせて、しっかりとした成形の部品を作成する方法を見つけるパズルのようなものです。
このプロセスにおいて、デザイナーは実際にエンジニアと同じように考える必要があることがわかり始めています。それは創造性と、確かな技術スキルの融合です。
完全に。それはほんの表面をなぞっただけです。ゲートの位置など、考慮すべきことはたくさんあります。これらは、溶けたプラスチックの入り口です。また、金型が充填されるときに空気を逃がすための通気孔の設計。
びっくりしました。プラスチック製の歯ブラシや携帯電話のケースなど、単純なものを作るのにどれだけの費用がかかることでしょう。
右。私たちはこれらのことを当然のことと考えていますが、その背後には思考とデザインの世界が存在します。
それで今、私は疑問に思っています、このすべてはここからどこへ行くのでしょうか？射出成形の将来はどうなるでしょうか?次は何でしょうか？
おお、良い質問ですね。さて、私たちはリサイクルプラスチックと生分解性プラスチックの進歩について話しました。
右。彼らはゲームチェンジャーです。
本当にそうです。そして、これらの分野ではさらなるイノベーションが見られると思います。今日、持続可能性は大きな原動力となっています。
完全に。ただ物を作るだけではありません。それは、責任を持って地球を破壊しない方法でそれらを作ることです。
その通り。そして、環境の持続可能性とともに、プロセスの効率性とコスト効率をさらに高めるなど、経済的な持続可能性も大きく重視されることになると思います。
つまり、自動化を進め、生産時間を短縮する、といったことです。
その通り。 3D プリントによる金型のようなものがさらに一般的になるかもしれません。これにより、カスタマイズとラピッドプロトタイピングの驚くべき可能性が本当に開かれる可能性があります。
おお。したがって、射出成形の未来は非常に明るいと言えます。
確かに明るいですね。常に進化している分野なので、次に何が起こるのか楽しみです。
さて、この深掘りで射出成形の世界を徹底的に探索したと言っても過言ではないと思います。基本から未来まですべてを網羅しました。そして、私はたくさんのことを学んだ、と言わざるを得ません。
私も。こういうものに興味を持つのはいつも楽しいです。
本当にそうです。したがって、リスナーの皆さん、次にプラスチック製品を手に取るときは、あなたの手に届くまでにかかる信じられないほどの道のりを少し時間をとって感謝してください。
小さなペレットから完成品まで。素晴らしいプロセスですね。
そして、もしかしたら、聞いている人の中に、このイノベーションの世界に参加したいと思う人がいるかもしれません。もしかしたら、あなたは射出成形における次の大きな製品を設計する人になるかもしれません。
未来は可能性に満ちています。
これを踏まえて、詳細な説明を終了します。ご参加いただきありがとうございます。次回までお付き合いください
