プラスチック成形とは

ものづくりにおけるプラスチック成形

 身の回りにあるプラスチック製品には、スマホやタブレット、PC、おもちゃなどの製品から、ペットボトルやタマゴのパックなどの食料品の容器などと、幅広いジャンルでプラスチック製品が用いられています。
 ものづくりの現場においても、プラスチックの製品・部品を作ることは欠かせないものになっています。今回は、そのプラスチック部品の作り方「成形方法」についてご紹介いたします。

 

成形方法の種類

射出成形

 世の中のプラスチック製品のほとんどは、この「射出成形」という方法で部品が作られています。作り方は、溶けたプラスチック材料が部品の形に象られた型に流し込まれ、固まることで部品が出来上がります。

材料となるプラスチックは最初、粒(ペレットと言われています)の状態になっています。それを専用の機械「射出成形機」に入れます。射出成形機の中で熱が加えられ、ペレットが溶かされ”水あめ”のような状態のプラスチック材料が、「金型」と言われる、部品が象られた金属の塊の中に流し込まれ、冷やされることで、射出成形によるプラスチック部品が出来上がります。

ブロー成形(中空成形)

 飲料品容器、化粧品容器、洗剤容器などの筒状のプラスチック製品を作るための方法です。溶けた筒状の材料を、金型で挟み込み、内側から空気を入れ、材料を金型に密着させることで、形作る生産方法です。
 一般的にもなじみのあるペットボトルですが、試験管にペットボトルの飲み口がついたような「プリフォーム」と呼ばれる材料が使われます。その後の生産方法は、上記と同じです。

 内側は空気で圧力をかけ押し付けるため、内側を成形する金型が不要になるため、入り口がすぼまった形に成形できるのが特長です。そのため「中空成形」とも呼ばれます。

 

真空成形

 スーパーでよく見かけるお惣菜などを入れるフードパック、たまごのパックなど薄肉の容器を作るための方法です。シート状の材料を使用して、金型にセッティングした後、真空または圧空し金型に密着させることで、形作る生産方法です。
 通常、射出成形などの成形方法は、キャビティ側とコア側の2つの金型が必要になりますが、真空成型の場合、金型は1つで済み、費用が抑えられるメリットがあります。しかし、シート状の材料を使用するため、部分的に厚みを変えたりすることができないため、成形できる形状には制限があります。

押出成形

 配管などで使用するプラスチックパイプなどを作るための方法です。1.の射出成形と同様に、成形機の中で溶かされた材料が、金型(押出成形の場合は「ダイ/ダイス」と呼ばれます)の形状に連続的に押し出され、形作る生産方法です。

 ”連続的に”というところが特徴で、金太郎飴のように断面が同じ形状で成形されるので、様々な長さに対応することが可能です。

圧縮成形

 射出成型のように溶けたプラスチック材料を金型に流し込むのではなく、金型に直接プラスチック材料を入れ、加熱し金型で挟み加圧することで形作る生産方法です。リモコンやゲーム機のシリコン製のボタンなどが、この方法にて作られています。

1~4で紹介した成形方法の材料は、熱可塑性樹脂(熱を加えると柔らかくなり、冷やすと固くなるプラスチック材)なのですが、圧縮成形の場合は熱硬化性樹脂(熱を加えると固くなるプラスチック材)を使用するのが、これまでの成形方法とは異なる点です。

プラスチック成形ではないですが、”たい焼き”の作り方が、この圧縮成形に似ています。たい焼きも、熱した鉄板に生地を流し入れ、上型で挟み、あの形に成形されますよね。溢れ出た生地は、たい焼きの場合は”はね”となり、お得な部分となりますが、シリコンなどの圧縮の場合は、不要な部分となります。

 

いかがでしたでしょうか。
プラスチック成型にも様々な成形方法があり、成形方法によって違う特長あることがわかります。ものづくりの際にも、それぞれの製品・用途に適した成形方法にで生産することが必要です。ぜひ実践にもお役立てください。