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趣味用の射出成形機は、ベンチトップ インジェクターとも呼ばれ、小型の金型を保持します。安価な CNCフライス盤により、自宅の作業場で金型を製造するコストが削減されたため 、ベンチトップ インジェクターはより一般的になっています。
趣味用の注射器では、レバー[1] [2] [3] またはギア[4] [5]によって操作者の力が必要とされる圧力に変換され、操作者が手動で注入圧力を生成します。最も一般的な趣味用の注射器は、押し下げるためのハンドルを使用します。これにより、ユーザーはてこの原理を利用して、約250ポンドの力 (1.1 kN) の下向きの力を発生させることができます。
歴史
最初の趣味用の射出成形機がいつ作られたかはわかっていません。安価なCNCフライス盤が開発される前は、金属金型の製作はほとんどの愛好家にとって法外な費用がかかりました。しかし、小型の CNC フライス盤と個人用のCADツールがあれば、複雑な形状でも簡単かつ正確に切り取ることができます。
アプリケーション
趣味の射出成形には、低コストの試作品、新しい発明、紛失または破損した部品の複製など、さまざまな用途があり、住宅所有者にあらゆるものを作る機会を提供します。趣味の射出成形は、低コストで繰り返し生産できる方法です。
材料
ポリエチレン（LDPEとHDPEの両方）、ポリプロピレン、ポリスチレン（HIPSを含む）はすべて、レバー作動式ベンチトップインジェクターで効果的に使用されています。[6]
装置
ベンチトップ インジェクターは、オペレーターが手動で溶融ポリマーを金型に注入し、完成した部品を金型から取り出す必要があるため、大型の工業用インジェクターよりも小型でシンプルです。生産用インジェクターは、溶融ポリマーを規定の速度で金型に自動的に注入し、金型を冷却してポリマーを急速に固め、冷却後に部品を金型から取り出します。金型の 2 つの半分は、接合部のバリを防ぐために大きな力で押し付ける必要があります。また、溶融ポリマーの漏れや完成した部品の欠陥を防ぐために、インジェクターのノズルを金型の入口ポートにしっかりと押し付ける必要があります。ベンチトップ インジェクターでは、金型をクランプまたはボルトで固定し、金型全体をインジェクターにクランプすることで、これを手動で行います。生産用インジェクターでは、油圧または空気圧アクチュエータを使用してこれを行います。これにより、機械のコストは増加しますが、完成した部品の製造に必要な労力は大幅に削減されます。
金型
金型
低価格の卓上 CNC フライス盤を使用すると、家庭の愛好家でも柔らかい金属から金型を加工できます。P20 工具鋼ではなく、ほとんどのグレードのアルミニウムを、1000 回以上のサイクルが可能な作業用金型に加工できます。Mic 6 鋳造アルミニウムは、6061 などの熱間押し出しグレードよりも加工後およびサイクル中に安定しており、加工も簡単ですが、機械的特性は劣ります。7050 や 7075 などの7000 シリーズは、アルミニウムの中で最も優れた機械的特性を持つため好まれ、低炭素鋼から中炭素鋼の金型に匹敵します。ピューターなどの銅合金やビスマス合金の金型をモデルの周りに鋳造して、エポキシ金型よりも高い成形温度で強力な金型を作成できます。各金型パーツを作成するためにモデルの周りに鋳造すると、複雑な金型がすぐに作成されます。パーツは詳細な表面仕上げも再現できます。
エポキシモールド
エポキシ型は通常、エポキシと金属粉末 (通常はアルミニウム) を混ぜて型を作ります。霧状アルミニウムにより、型の表面から端に向かって熱が分散されます。これにより、通常、1 つのエポキシ型で 50 ～ 100 サイクルにわたって表面品質が維持されます。
エポキシ樹脂を注入して硬化させる過程で酸素が閉じ込められる性質上、最終的な射出成形型に歪みやキャビテーションが生じるのはよくあることです。硬化中にエポキシ樹脂に圧力をかけることは、表面品質の保持方法の 1 つです。空気圧縮機に接続された圧力ポットを使用して外部圧力を発生させ、硬化中にエポキシ樹脂型内に閉じ込められた空気を押しつぶすことができます。24 時間経過すると、酸素の泡は逃げることができなくなり、型内で直接硬化します。十分な圧力をかけると、これらの小さな空洞は肉眼では見えなくなります。
硬化期間中のエポキシの脱ガスは真空チャンバーを使用して行うこともできますが、真空に近い状態を作り出すには 100 kPa (29 inHg) の圧力が必要になります。これは、2 Pa (15 μmHg) に対応できる 2 段真空ポンプを使用することで実現できます。
使い捨て型
使い捨ての射出成形用金型は、石膏を使用することで実現できます。金型は最初の射出後に壊れてしまい、2回目の射出ができなくなることはほとんどありません。[7]
参照
参考文献
- ^ 射出成形機で何ができるか、184 ページ。ポピュラーメカニクス。1970 年 9 月。
- ^ Gingery, Vince. 「プラスチック射出成形機」。David J Gingery Publishing。2010年2月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年10月24日閲覧。
- ^ Newman, John (2013 年 6 月 10 日)。「家庭用プラスチック射出成形が Kickstarter で提供」rapidreadytech。2013年6 月 10 日閲覧。
- ^ 「手動式射出成形機」。米国特許番号 4,235,584。1980 年 11 月 25 日。
- ^ Gingery, Vince. 「ドリルプレス用プラスチック射出成形アタッチメント」。David J Gingery Publishing。2010年3月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年10月24日閲覧。
- ^ 射出成形機で何ができるか、186 ページ。ポピュラーメカニクス。1970 年 9 月。
- ^ ジンガリー 1996年。
文献
- ジンガリー、ヴィンセント（1996）、プラスチック射出成形機製造の秘密、DGE
外部リンク
- ランカスター、ドン (1996 年 3 月)。「射出成形とプラスチックの試作」(PDF)。Nuts & Volts Magazine。2009年10 月 25 日閲覧。
- Maxon, Kenneth (1997 年 2 月 13 日)。「最小限の金型のための射出成形の基礎」。シアトル ロボット学会。2009 年10 月 24 日閲覧。