プラスチック射出成形とは

プラスチック射出成形（インジェクション）

プラスチック射出成形（Plastic Injection Molding）は、射出成形機を使用して熱可塑性プラスチックを加熱溶融させ、高圧で金型内に射出して特定の形状を形成する成形工法です。 この技術は、量産性に優れており、私たちの身の回りにある様々な製品や部品の製造に広く使用されています。

プラスチック射出成形は、高い精度と生産性が優れているため、自動車部品、電子機器、電子部品、家庭用品、日用品、医療機器、家電製品など、さまざまな業界で広く利用されています。

射出成形の工法・流れ

プラスチック射出成形（インジェクション成形）の工程は簡単に原材料（ペレット）の投入。樹脂材料を加熱溶融・金型に流す（射出）・冷却・製品を取り出す、になります。

このサイクルは非常に高速で、多くの場合、数秒から数分で完了します。そのため、大量生産が可能であり、高い生産効率を実現できます。

射出成形のメリット・デメリット

プラスチック射出成形には以下のような多くのメリットがあります。

メリット

1. 量産性に優れている。
2. 複雑な形状の製品を生産できる
3. 製品単価が安い
4. 多数個取りにより大ロットにも対応可能
5. 生産スピードが速い
6. 製品の仕上がりが一定の品質を保てる
7. 様々な材料に対応している

デメリット

1. 金型の製作が必要でイニシャル費が高価になる
2. 製品に抜き勾配が必要
3. アンダーカットがあると金型が複雑になる
4. ゲート・パーティングライン・分割ライン・押出ピン等の痕が付く
5. 金型の製作が必要な為、初期の生産に時間がかかる

樹脂成形の用途

プラスチック射出成形は、その高効率性と柔軟性からさまざまな用途で利用されています。 以下に、プラスチック射出成形の主な用途をいくつか挙げてみましょう。

自動車関連
バンパー、ダッシュボード、内装パネル、内装部品、ドアパネル、ヘッドライトハウジングなど。

電子部品・電子機器
コネクタ、ケース、スイッチ、電子機器のハウジング、電源プラグなど。

家電製品
テレビやリモコンの外装・内装部品、冷蔵庫、洗濯機など。

医療機器関連
注射器、医療機器のパーツ・ケースなど。

家庭用品
ボトル、容器、プラスチック製食器、洗剤容器、玩具など。

雑貨
キーボード、マウス、おもちゃ、文房具、化粧品容器など。

建材
配管パイプ、フィッティング、窓枠、サッシなど。

パッケージ
ボトル、容器、フタ、食品パッケージなど。

スポーツ用品
スポーツ用具、ヘルメットなど。

家具
椅子、テーブル、収納ボックス、照明器具のカバーなど。

産業機器
産業機器や機械装置のギヤ・歯車、ハウジング、パネル、スイッチ、制御パネルなど

通信機器
ルーター、モデム、通信機器のケースなど。

エネルギー産業
太陽光パネルのフレーム、風力発電機の部品など。

使用される材料

射出成形で使用される主なプラスチック材料を紹介します。

(1) ABS樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）

• 特徴: 耐衝撃性が高く、機械的強度に優れる
• 用途: 自動車部品、家電製品、玩具

(2) ポリプロピレン（PP）

• 特徴: 軽量で耐薬品性が高い、リサイクル性が良い
• 用途: 食品容器、医療機器、自動車部品

(3) ポリカーボネート（PC）

• 特徴: 透明性が高く、耐衝撃性も優秀
• 用途: CD・DVD、スマートフォンのディスプレイ、ゴーグルレンズ

(4) ナイロン（PA）

• 特徴: 高強度・耐摩耗性・耐熱性が高い
• 用途: 工業用ギア、機械部品、電動工具部品

(5) ポリアセタール（POM）

• 特徴: 優れた耐摩耗性、高剛性
• 用途: 精密機械部品、歯車、ベアリング

(6) ポリブチレンテレフタレート（PBT）

• 特徴: 耐熱性・耐候性・電気特性に優れる
• 用途: 電子部品、自動車部品

(7) 液晶ポリマー（LCP）

• 特徴: 超高強度、耐熱性・耐薬品性が優れる
• 用途: コネクタ、電子機器部品

(8) ポリフェニレンサルファイド（PPS）

• 特徴: 高い耐熱性と耐薬品性
• 用途: 自動車、電気電子部品

(9) 生分解性プラスチック（PLAなど）

• 特徴: 環境に優しく、自然分解可能
• 用途: 使い捨てカトラリー、食品包装

使用する材料によって製品の特性が大きく変わるため、用途に応じた選択が重要です。

射出成形機の種類

(1) 油圧式射出成形機

• 大型製品向け
• 高い成形圧力を実現
• ランニングコストが安い

(2) 電動式射出成形機

• 精密成形に適する
• エネルギー効率が高い
• 騒音が少なく、環境負荷が低い

(3) ハイブリッド式射出成形機

• 油圧と電動の良いとこ取り
• 省エネで高精度
• 中型〜大型製品に最適

それぞれの特性を考慮して最適な射出成形機を選ぶことが重要です。

最新技術と今後の展望

近年、プラスチック射出成形の分野では、次のような技術革新が進んでいます。

(1) 3Dプリンティングとの融合

試作段階で3Dプリンターを活用し、金型製作のコスト削減とリードタイム短縮を実現。

(2) IoT・AIによる生産管理

AIを活用した品質管理やIoTによるリアルタイム監視で、不良品の削減と生産性向上が可能に。

(3) 環境配慮型材料の活用

生分解性プラスチックやリサイクル樹脂の導入が進み、サステナブルな製造が求められる。

今後も技術革新が進み、より高精度・高効率な射出成形が可能になると期待されています。

まとめ

プラスチック射出成形は、高精度・大量生産が可能な製造技術であり、自動車、家電、医療、日用品など幅広い分野で活用されています。使用される材料や成形機の種類、最新技術の進展によって、より高度な製品開発が可能になっています。

環境負荷を低減しながら、高品質な製品を提供するために、今後も新たな技術の導入と改善が求められるでしょう。