「プラスチック成形の種類が知りたい」
「”成形”って具体的にどんな加工方法？」
「プラスチック成形を使った製品の身近な例を教えてほしい」
このような疑問を解決します。
こんにちは。機械設計エンジニアのはくです。
2019年に機械系の大学院を卒業し、現在はメーカーで機械設計エンジニアとして働いています。
本記事では、「プラスチック成形の種類と特徴」をわかりやすく解説します。
この記事を読むとわかること。
- プラスチック成形とはどんな加工方法かわかる
- プラスチック成形の種類がわかる
- プラスチック成形を使った製品例がわかる
一言で「プラスチック成形」と言っても、プラスチックの種類や製品の形状によっていくつか種類があります。
そこで本記事では、プラスチック成形の中でもよく使われる4つの加工方法について紹介します。
具体的にどういう製品に使われるかも解説するので、加工方法がイメージしやすいはず。
プラスチック成形について勉強したい方は、ぜひ参考にしてください。
プラスチックとは
樹脂の中でも、石油、石炭、天然ガスなどから人工的に作られたものを合成樹脂と言います。
そして、この合成樹脂がいわゆるプラスチックです。
また、プラスチックは加熱すると軟化する（やわらかくなる）熱可塑性プラスチックと、硬化する（硬くなる）熱硬化性プラスチックにわかれます。
ここで、プラスチック成形は、簡単に言うとプラスチックを溶かして成形する方法です。
したがって、熱可塑性プラスチックは、加熱して柔らかくなった状態で金型に流し込み、冷やして固めることで成形できます。
一方、熱硬化性プラスチックは加熱すると硬化するため、上記の方法が使えません。
そこで、熱硬化性プラスチックは、化学反応を利用して成形します。
具体的に言うと、原料となるプラスチックと反応物を混ぜ合わせた状態で金型に流し込みます。
その後、温度を上げると反応が進み、硬化しながら固まるのです。
このように、プラスチックはその種類や性質によって成形方法が異なります。
プラスチック成形の種類と特徴
ここでは、プラスチック成形の中でもよく使われる4つについて紹介します。
射出成形
射出成形は、プラスチック成形の中で最もよく使われる方法です。
高温（200℃前後）で溶かしたプラスチックを金型に流し込み、冷やし固めて成形します。
射出成形は大量生産に向いており、同じ形の製品を安く・早く・大量につくれるのがメリット。
ただし、金型の製作に時間とコストがかかり、初期投資が大きくなるのがデメリットです。
押出し成形
押出し成形は、溶かしたプラスチックを型から押し出して成形する方法です。
同じ製品を安定的・連続的に生産でき、加工費や人件費を安く抑えられるのがメリット。
一方で、押出し時はプラスチックが膨張するため、金型の設計が重要になります。
ちなみに、塩ビパイプや蛇腹配管などが、押出し成形で作られる製品例です。
ほかにも、スーパーで見かけるみかんが入ったオレンジ色のネットや、薄いシート・フィルムなんかも押出し成形でつくられています。
ブロー成形
ブロー成形は、ペットボトルのように中身が空洞のプラスチック製品をつくる成形方法です。
ブロー（blow）は「吹く」という意味で、金型に押し出されたプラスチックにエアーを吹いて膨らませることで成形します。
ペットボトルやスーパーのレジ袋が代表的な製品例で、製作コストが低いのがメリット。
ただし、複雑な形状はつくれないのがデメリットと言えます。
圧縮成形と真空成形
圧縮成形は、冒頭で説明した熱硬化性プラスチックに使われる成形方法です。
プラスチックと反応物を混ぜ合わせた粘土状の材料を型に入れ、加熱しながら圧縮することで反応させて成形します。
これとは違い、シート状のプラスチックを真空で型に吸い込んで成形するのが真空成形。
スーパーで売っている卵のパックや豆腐の容器、カップ麺の容器などが、真空成形でつくられる製品の例です。
おまけ：プラスチックの接着方法
さいごに、成形とは異なりますが、プラスチックの加工方法としてよく使われる接着について紹介します。
プラスチックの接着は、接着剤を利用する方法と、溶着といって機械的に接着する方法の2種類があります。
溶着は、金属の溶接と同じ原理で、溶かしたプラスチックを使って対象物をつなげる方法です。
プラスチックを接着で加工するメリットは、成形や切削できない形状・パーツも加工できること。
身近にある製品だと、洗剤やシャンプーの詰め替え容器、食品の包装などはプラスチックの溶着でつくられています。
また、帯電防止のように特定の機能が付加された樹脂は、切削加工ができない場合があるので接着が選択されたりします。
まとめ：プラスチック成形は溶かして固める加工方法！
以上、プラスチック成形の種類として代表的な加工方法を5つ紹介しました。
ここで紹介した方法以外にも、レーザーを使って成形する3Dプリンター、少量品種を手作業で成形するハンドレイアップ、発泡させて成形する発泡スチロール成形方法など様々な種類があります。
今回の記事を読んで興味が出た方は、ぜひ自分でも調べてみると面白いですよ！
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