オーバーモールディングとは?

私たちが手の中の電子機器から足元のスポーツシューズまで、キッチンの食器からオフィスの文房具まで、さまざまな商品の世界を歩くとき、デザイン、機能、美学におけるこれらの製品の優れた性能は、オーバーモールド技術の貢献と切り離せないことが多いことを見つけるのは難しくありません。今日、Longshengチームは、オーバーモールディングとは何かを学び、探求するように全員を導きますか?

オーバーモールディングとは?

オーバーモールドは、射出成形またはラッピングを通じて軟質熱可塑性エラストマーまたは同様の材料を硬質プラスチックまたはその他の基板材料と組み合わせて、特定の機能特性と美的外観を備えた複合構造を作成することに焦点を当てた製造プロセスです。このプロセスは、製品の感触、滑り止め効果、視覚的な美しさを改善し、製品の耐久性と人間工学に基づいたデザインを向上させるために広く使用されています。

オーバーモールドはどのように機能しますか?

オーバーモールドプロセスの原理は、特定の成形装置を介して、成形されたまたは成形されていない硬質プラスチック基板に溶融TPEまたはその他のエラストマー材料を注入することです。射出成形プロセス中、TPE材料はプラスチック基板の表面をしっかりと包み込み、強力な結合を形成します。TPE材料は優れた柔軟性と弾力性を備えているため、製品の快適性と耐久性を大幅に向上させることができます。

オーバーモールドの利点は何ですか?

オーバーモールドは、多くの利点を持つ汎用性の高いプロセスです。

材料の柔軟性の向上:オーバーモールド技術により、設計者は複数の材料の利点を組み合わせて、さまざまな特性を持つ複雑なコンポーネントを作成できるため、視覚レベルと触覚体験が向上します。
追加のボンディングは必要ありません:オーバーモールドプロセスにより、さまざまな材料を金型内でシームレスに組み合わせることができ、接着剤やその他の永久接着剤の使用が不要になります。この機能により、コンポーネントの全体的な堅牢性が向上するだけでなく、組み立てプロセスのコストも効果的に削減されます。
統合シーリングソリューション:オーバーモールドでは、ソフトシールを部品の一部として直接成形するオプションも用意されています。たとえば、特定のIP定格を満たす必要がある電子ハウジングの場合、従来のアプローチは、部品に溝を確保してからOリングを取り付けるというものでした。オーバーモールド技術により、シール全体を直接成形することができます。この統合設計は、費用対効果が高いだけでなく、部品の安定性も大幅に向上します。

オーバーモールドの欠点は何ですか?

オーバーモールドには多くの利点がありますが、このプロセスの使用を決定する前に、いくつかの欠点を考慮する必要があります。

多段階の製造プロセス:オーバーモールド部品の製造には2つのステップが含まれるため、生産サイクルが長くなり、単一部品成形よりもコストが高くなります。さらに、このプロセスには2つの金型または複雑な2ショット金型が必要であり、初期投資コストがさらに増加します。しかし、その後、2つの独立して成形された部品を組み立てるという選択肢に直面した場合、オーバーモールドは付加価値のある解決策になります。
ボンディングリスク:射出成形金型で2つの異なる材料を組み合わせると、材料の層間剥離のリスクがあります。この層間剥離は通常、温度が特定の材料の組み合わせに最適な接着範囲に達しない場合に発生します。特殊なケースでは、材料間の信頼性の高い結合を確保するのに十分な熱が得られない場合、接続強度を高めるために機械的なインターロック技術が必要になる場合があります。

オーバーモールドの用途は何ですか?

オーバーモールド技術には幅広い用途があり、主な用途例は次のとおりです。

航空宇宙分野

オーバーモールド技術は、航空宇宙分野で重要な役割を果たしています。炭素繊維複合材料は、高強度・高弾性率などの優れた特性を持ち、強度が鉄鋼の5倍以上であることから、航空宇宙分野で広く利用されています。オーバーモールド技術を用いることで、炭素繊維などの補強材を樹脂などのマトリックス材内に精密に包み込み、機械的特性に優れた複合材料を形成することができます。これらの複合材料は、主要な耐荷重部品、翼、胴体など、航空機の主要部品に広く使用されており、航空機をますます強くし、飛行安全性能を向上させています。

医療業界

オーバーモールドは、医療業界で広く使用されています。デバイスハウジングや手術器具など、さまざまな医療製品は、オーバーモールドしてすぐに使用できる完成部品を作成することで製造されています。例としては、注射器、患者モニター、針、カテーテル、拡張器、ソフトタッチボタンなどがあります。

日用品

オーバーモールド技術は、歯ブラシ、カミソリ、電動工具、カメラ、台所用品などの日用品の製造にも広く使用されています。これらの製品は、手触りが良く、滑りにくい特性である必要があり、オーバーモールド技術はこれらの要件を満たし、幅広い色、質感、触覚オプションを提供できます。

自動車産業

オーバーモールド技術は、自動車製造でも広く使用されています。自動車産業の継続的な発展に伴い、自動車材料に対する要求もますます高まっています。オーバーモールド技術は、軽量、高強度、耐衝撃性などの優れた特性により、自動車製造においてますます重要な役割を果たしています。たとえば、オーバーモールド技術によって調製された長繊維強化熱可塑性複合材料は、従来の短繊維強化材料を置き換えることができ、自動車のバンパー、スペアタイヤ、ダッシュボード、その他のコンポーネントの製造に使用され、コンポーネントの性能を向上させるだけでなく、製造コストも削減します。

電子工学

エレクトロニクスの分野では、オーバーモールド技術を使用して、高性能回路基板、電子包装材料などを準備し、電子製品の性能と信頼性を向上させることができます。電子製品の微細化と集積化が進む中、材料に対する要求も高まっています。オーバーモールド技術は、これらの要件を満たし、電子製品用の高性能な包装材料と回路基板を提供することができます。

オーバーモールドに使用される材料は何ですか?

オーバーモールドに使用される材料の選択肢は、目的の製品の性能、コスト、加工性、環境要件などの要因に応じて、非常に広くなります。オーバーモールドで使用される一般的な材料は次のとおりです。

熱可塑性エラストマー(TPE):優れた滑り止めと弾力性のある手触りを持ち、硬度と物理的特性を調整します。ハンドル、グリップ、電子機器などによく使用され、製品の触覚とグリップを強化します。
熱可塑性ポリウレタン(TPU):ポリエステルタイプとポリエーテルタイプに分けられ、耐油性、耐摩耗性、優れた機械的強度、耐疲労性、耐食性、および優れた弾力性の特性を備えています。同時に、TPUはファッショナブルで環境に優しく、PVCを置き換えることができます。ペットベルト、自動車のハンドルストラップ、トレーラーストラップなどのストリップ、スレッド、ストリップのラッピングに適しています。また、ラゲッジ製品や金属ラインのコーティングにもよく使われます。
ポリウレタン(PU):靭性に優れ、引裂きに強く、耐摩耗性に優れています。軽工業、化学工業、電子機器、繊維、医療、建設、自動車、国防などの分野で広く使用されています。製紙業界では、新しいPUラギングローラーを使用して、高温および高ライン圧力条件下でゴム材料を置き換えることができます。
シリコーン：シリコーン粉末はシロキサン含有量によって分類され、シロキサンの分子間力が強く、物理的な方法で均一に分散させることは容易ではありません。シリコーンは潤滑性があり、耐摩耗性があり、非極性無機鉱物と有機化合物との間の界面の適合性を向上させることができます。シリコーンマスターバッチは、プラスチック加工におけるフロープロモーター、固結防止剤、相乗的難燃剤、潤滑剤、疎水性剤、離型剤などとして使用できます。
ポリエチレン(PE):優れた耐水性と耐湿性、優れた化学的安定性、特定の機械的引張強度と引き裂き強度、優れた柔軟性、優れた低温耐性、しかし低温耐性が悪い。ビニール袋や複合袋の包装材としてよく使われます。高圧低密度ポリエチレン(LDPE)製のフィルムは、要件の低い食品、特に水分バリア要件のある乾燥食品の包装に使用できます。
ポリプロピレン(PP):高融点、低価格、小さな比重、優れた機械的特性、優れた耐応力亀裂性と耐摩耗性、優れた化学的安定性、簡単な成形加工。化学、電気、自動車、建設、包装、その他の業界で広く使用されています。プラスチックフィルムは、商品の軟包装に使用され、複合材料のヒートシール層としても使用されます。
アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS):i高強度、耐衝撃性、耐熱性に優れた熱可塑性プラスチックです。高強度や耐熱性が求められる部品など、特定の要件を持つオーバーモールドにご使用いただけます。
ポリカーボネート(PC):透明性が高く、衝撃強度が高く、熱安定性が高いという特徴があります。オーバーモールドでは、高い透明性と高い衝撃強度が求められる部品にPCを使用することができます。
ナイロン：優れた耐摩耗性、耐衝撃性、自己潤滑性。ギアやベアリングなど、高負荷や摩耗に耐える必要がある部品の製造によく使用されます。オーバーモールドでは、耐摩耗性と自己潤滑性が必要な部品にナイロンを使用することができます。

インサート成形とオーバーモールドの違いは何ですか?

インサート成形とオーバーモールドはどちらも、接着剤を使用せずにマルチマテリアル製品を製造するための効果的な方法であり、製造プロセスを合理化し、二次組み立てステップを減らし、最終製品の品質を向上させます。ただし、2つの成形技術には大きな違いがあり、それは次の側面に現れます。

1.プロセス

オーバーモールドプロセスには、最初に基板を形成し、次にその上にオーバーモールドするという2つの別々の射出ステップが含まれます。
インサート成形は、1回限りの射出成形プロセスであり、金型に金属インサートを事前に配置することを含み、それらは個別に供給または製造されています。

2.生産性

インサート成形は1回の成形で済むため、理論的にはオーバーモールドよりも生産サイクルが短くなります。
ただし、メーカーが要件を満たすプレハブ金属インサートを見つけることができない場合は、カスタム生産が必要であり、全体的な生産時間が長くなる可能性があります。その結果、インサート成形は必ずしも最速の生産オプションであるとは限りません。

3.コストに関する考慮事項

インサート成形とオーバーモールドはどちらも、組み立てコストの削減と生産性の向上に役立ち、大量生産時のコスト削減と利益の増加につながります。
ただし、オーバーモールドは、特にプロトタイピングや少量生産の場合、2つのステップが必要なため、比較的高価です。また、オーバーモールドでは、基板用とオーバーモールド用の2つのツールを製作する必要があり、これもコストアップします。

4.アプリケーション:

オーバーモールドは、歯ブラシ、医療機器、使い捨てシェーバー、携帯電話ケース、電子回路基板(USBフラッシュドライブなど)のパッケージに広く使用されています。

特徴	インサート成形	オーバーモールド
主な目的	インサートをプラスチック部品に統合	既存のパーツにレイヤー/フィーチャーを追加する
プロセスステップ	インサートを金型に入れ、プラスチックを射出します	最初の部品を成形し、次に追加の材料でオーバーモールドします
使用材料	金属とプラスチックの組み合わせ	通常、プラスチックよりもプラスチック、または金属よりもプラスチック
代表的なアプリケーション	自動車部品、電子ハウジング	工具用グリップ、ソフトタッチハンドル、シール
利点	強度、耐久性、導電性の向上	人間工学の改善、断熱性の向上、外観の向上
複雑さ	正確なインサート配置による高い	多段成形による高い

オーバーモールド技術が考慮されるシナリオには、次のようなものがあります。

部品の表面が電気的または熱的特性に特定の違いを示す必要がある場合。
パーツの衝撃吸収性やクッション性を向上させたい場合。
デザインのニーズを満たすためにカラフルなプラスチック部品が必要な場合。
コンポーネントに快適でべたつかないハンドルが必要な場合。
部品構造にソフトシールを組み込む必要がある場合。

一方、インサート成形技術は、特に次のシナリオで、いくつかの分野で人気があります。

部品に金属要素がある場合。
基板がワイヤ、電子部品、回路基板などの複雑なコンポーネントを統合している場合。
2色金型開発の高コストを避けたい場合。
インサート成形は、コネクタや計器に広く使用されているねじ込みインサートの統合が必要な部品設計に最適です
パネル、電気ソケットおよびワイヤーアセンブリ、ダイヤル、リモコンハウジング、はさみハンドルおよび手術器具ハンドルを含むハンドル。

よくあるご質問(FAQ)

1.オーバーモールドの例は何ですか?

オーバーモールドとは、1つの材料(通常は熱可塑性エラストマーTPE、熱可塑性ポリウレタンTPU、ポリウレタンPUなど)を2つ目の材料(通常はABS、PC、PE、PPなどの硬質プラスチック)に成形する射出成形プロセスです。このプロセスにより、製品チームは、人間工学に基づいたデバイス、電動工具のハンドル、ゴム製ガスケットなどを、手作業を追加することなく、既存の部品に直接成形できます。例えば、携帯電話のケースを製造する場合、オーバーモールドプロセスを使用して、硬質プラスチック基板上に柔らかいTPE材料を成形し、感触と滑り止め特性を向上させることができます。

2.インサート成形とオーバーモールドの違いは何ですか?

インサート成形とオーバーモールドの間には、プロセス、生産効率、コストの考慮事項、およびアプリケーション領域の点で大きな違いがあります。それらを選択する場合、メーカーは特定のニーズ、生産規模、およびコスト予算に基づいて包括的な検討を行う必要があります。

3.オーバーモールドはどのように行われますか?

4.オーバーモールドにはどのような材料が一般的に使用されていますか?

オーバーモールドに一般的に使用される材料には、熱可塑性エラストマー(TPE)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリウレタン(PU)、シリコーン、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネート(PC)、および金属材料、または一部の特殊な場合に使用される可能性のあるその他の特殊材料が含まれます。これらの材料の選択は、特定のアプリケーションシナリオ、必要な物理的および化学的特性、およびコスト要因によって異なります。

概要

高度な射出成形プロセスとして、オーバーモールドは、さまざまな材料の特性を組み合わせることにより、製品の機能、美観、環境保護の包括的な改善を実現します。インサート成形からマルチプル射出成形まで、安全性の向上から人間工学的設計の最適化まで、オーバーモールドは現代の製造においてますます重要な役割を果たしています。材料科学と射出成形技術の継続的な進歩により、オーバーモールドは製品の革新と品質向上を強力にサポートし続けます。

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この記事は、複数の LS コントリビューターによって書かれました。LSは、製造業の主要なリソースであり、CNC加工,板金加工,3Dプリンティング,射出成形,金属プレス加工など。

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