大型真空成形について
大型真空成形について解説します。三光ライト工業は大型真空製品には対応していませんが、ここでは大型真空（圧空）成形とはどのような技術であるかを一般論としてご案内するとともに大型真空成形品の一例として、アミューズメント機器、医療機器、各種カバー、自動車部品（エアロパーツ含む）をご紹介します。また、大型真空成形で使用するプラスチック熱可塑性樹脂の中から、PMMA（ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂）、AES（アクリロニトリル－エチレン－プロピレン－ジエン－スチレン）、PC（ポリカーボネート）、ABS（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）、PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）、PS（ポリスチレン、ポリ・スチレン）、PP（ポリプロピレン）、PE（ポリエチレン）のそれぞれの特長などを解説します。あわせて大型真空成形以外の成型工法として、射出成形、ブロー成形、プレス成形のそれぞれの技術的特長などをご案内します。
大型真空（圧空）成形とは
大型真空（圧空）成形とは、大型製品を真空成形（圧縮空気を利用した圧空成形を含む）で製造する技術です。真空成形は射出成形に比べ型費が安い、型の製造期間が短い、凹型と凸型のどちらでも成形可能です。加えて型改造が容易で、穴位置や切り欠きの変更は型改造が不要など様々なメリットがあります。これらのメリット以外にも、真空成形は大型サイズの製品に対応しやすい強みがあります。大型真空（圧空）成形はこの長所を生かした成形工法です。真空（圧空）成形の一般的な製造方法としてはまず加熱して軟化させたプラスチックシートを金型に密着させて真空状態にします。そのうえで型とシートとの隙間を減圧状態に保ちます。その後シートを型に密着させて、冷却後空気を吹き込んで樹脂が固化したのち、離型して成形品を取り出す工法です。大型真空（圧空）成形による製品は後述のとおり、幅広い業界のさまざまな場面で使用されています。
大型真空成形の製品例
大型真空成形品の製品例をご紹介します。ここではアミューズメント機器、医療機器、各種カバー、自動車部品（エアロパーツ含む）をご紹介しますが、大型真空成形による製品はアミューズメント機器、医療機器、各種カバー、自動車部品（エアロパーツ含む）以外にも無数に存在します。大型真空成形品については、三光ライト工業を含む真空成形メーカーにお気軽にご相談ください。
アミューズメント機器
アミューズメント施設に設置してある機械、いわゆるゲーム機やマシンは、製品によっては大型になります。これらアミューズメント機器のカバーや外板などは大型真空成形によって製造されています。製品にもよりますが、アミューズメント機器のカバーや外板は、その多くが透明です。加えて人がぶつかっても割れにくい外部からの耐衝撃性が求められます。これらの条件を満たすには、当然ながら使用する素材、材料にも透明性や耐衝撃性が必要です。そのため後述するポリカーボネートのような熱可塑性樹脂がたびたび使用されています。
医療機器
医療機器も大型真空成形で製造されるものが数多くあります。医療現場で使用する機器や設備のなかには、人体をそのまま収容できるサイズのものもあります。これらの大型製品のカバーの多くは大型真空成形で製造されています。医療機器には精密性や信頼性が何より求められます。したがって医療機器の製造には高度な大型真空成形技術が必要不可欠です。
各種カバー
各種カバーの多くが大型真空成形で製造されています。一例をあげると、建設機械のカバーも大型真空成形による製品です。建設機械のカバーはその使用上、耐久性が極めて重要な性能となります。そのため建設機械のカバーには耐衝撃性に優れたポリカーボネートなどがひんぱんに使用されています。
自動車部品（エアロパーツ含む）
自動車部品（エアロパーツ含む）も大型真空成形による製品が数多く存在します。ルーフボックス（キャリア）、フロントバンパー、リアスポイラー、サンバイザー、アイライン、ヘッドランプ、フロントグリル、ウインカーレンズなども大型真空成形による製品の一例です。
大型真空成形で使用するプラスチック熱可塑性樹脂
大型真空成形で使用するプラスチック熱可塑性樹脂をご紹介します。ここではPMMA（ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂）、AES（アクリロニトリル-エチレン-プロピレン-ジエン-スチレン）、PC（ポリカーボネート）、ABS（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）、PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）、PS（ポリスチレン、ポリ・スチレン）、PP（ポリプロピレン）、PE（ポリエチレン）のそれぞれの特長、材質などを解説します。
PMMA（ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂）
PMMA、いわゆるアクリル樹脂は透明度が高い素材で、アクリル板をはじめ窓材や照明器具を含む建材、電子部品、道路標識、看板などの産業用資材に幅広く使用されています。大型真空成形での使用も可能ですが、割れやすいのが難点です。したがって各種機械のカバー、車やバイクのウインカーレンズ、LEDライト部材などの透明部品にはPMMAよりも耐衝撃性の高いPC（ポリカーボネート）が使用される傾向があります。
AES（アクリロニトリル-エチレン-プロピレン-ジエン-スチレン）
AESは透明性や一定の強度を持つ素材で、大型真空成形品としては建設機械の内装カバーや自動車などが含まれます。後述のABSの欠点である対候性も兼ね備えているため、屋外での使用も可能です。コストパフォーマンスの高い材料着色材として広く使用されています。
PC（ポリカーボネート）
PC（ポリカーボネート）の光線透過率は85～91%と、ガラスやアクリルとほぼ同等の透明度があるのに加え、プラスチック類でもっとも優れた耐衝撃性を誇ります。耐衝撃性では同じ厚みのガラスの約200倍、アクリルの約30倍ともいわれます。これらの特性を生かし、PCは街路灯照明カバーといった身近な製品から建設機械の外装カバーなどに使用されています。また、大型真空成形品としては、航空機や輸送機のキャノピーなどが含まれます。
ABS（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）
ABSはアクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの3種類の材料を合成したもので、ABSの真空成形加工品は、家電製品、住宅用建材、家庭用品など多岐に渡ります。ABSを使用した大型真空成形品としては自動車部品などがあります。ABSは塗装やメッキなどを含む表面加飾が施しやすく、真空成形でもひんぱんに使用されています。対候性には優れないため、屋外環境製品では耐候性を高めたAES樹脂が使用される機会が多くなっています。
PVC（ポリ塩化ビニル、塩ビ）
PVC（ポリ塩化ビニル）は「塩ビ」あるいは「ビニール」とも呼ばれる素材で、軟らかいものから硬いものまで幅広い製品が製造されています。PVCを使用した大型真空成形品としてはドレンパンや建設資材、樹脂製パレットなどがあります。そのほかPVCは、水道管や雨樋、床材、壁紙、ホースなどにも使用されています。五大汎用樹脂のひとつであるPVCは、安価で汎用性が豊富で、耐酸性、耐アルカリ性、耐油性に優れます。プラスチック素材の中でも吸水率が低く、紫外線や雨による経年劣化もしにくいのも強みです。なお、三光ライト工業ではPVCの取り扱いはありません。
PS（ポリスチレン、ポリ・スチレン）
PS（ポリスチレン、ポリ・スチレン）は絶縁性に優れるため工業用トレーなどの材料として、ポリプロピレンと並んでひんぱんに使用される素材です。PSの最大の特徴は、安価な点です。加えて成形時の寸法安定性も非常に優れています。そのため大型真空成形でもひんぱんに使用されています。ほかにもPSは、家電のカバーや食品包装材などの材料として広く使用されています。一方、PSは他の樹脂素材と比較し、耐熱性、耐衝撃性、耐薬品性は劣るため注意が必要です。こうした中、PSの欠点である耐衝撃性を強化した耐衝撃性グレード（HIPS）があります。
PP（ポリプロピレン）
PP（ポリプロピレン）はプラスチック樹脂の中で最も比重が軽いのが特長です。PPは家電部品、包装フィルム、医療機器、日用品、食品容器など、日常の身近な製品に使用されているほか、大型真空成形品としては自動車部品にも使用されています。PPは引張強度、衝撃強度、圧縮強度といった機械的強度が高く、耐摩耗性にも優れています。耐熱性も兼ね備えていることから電子レンジにも十分耐えることが可能で、食品を収納する食品用タッパ―の素材として広く流通しています。
PE（ポリエチレン）
PE（ポリエチレン）はPSと同様、安価かつ軽量性、耐衝撃性、耐薬品性（酸・アルカリ）を兼ね備えています。ただし、接着性に劣るうえ、成形後の収縮が大きいといった難点があります。そのため厳しい精度が求められる製品には適さない場合もあります。したがって大型真空成形ではPEよりもPP（ポリプロピレン）が代替材料として使用される傾向があります。
大型真空成形以外の成型工法
大型真空成形以外の成型工法をご紹介します。ここでは射出成形とブロー成型、プレス成形のそれぞれの技術的特長などを解説します。プラスチック成型工法はここで紹介する技術以外にも多岐に渡ります。プラスチック成型のことは三光ライト工業を含む専門メーカーにご相談ください。
射出成形
射出成形は凸型または凹型いずれかの金型を使用する真空成形とは異なり、凸型と凹型の両方を使用して成形する工法です。したがって大型真空成形と比較すると、金型の費用がかさむほか、金型の製作期間も長くなる傾向があります。また、真空成形が得意とする大型製品は対応できない場合があります。ただし、射出成形は真空成形では実現できない精密性や正確性、シャープな仕上がりを確保できるほか、複雑形状にも対応可能です。射出成形メーカーの中には、三光ライト工業のように成形品のみならず、金型も自社工場で設計、製作しているメーカーもあります。
ブロー成形
ブロー成形は、溶融した樹脂の内側から空気を吹き込み、樹脂を膨らませることで製品を成型する方法です。古くからあるガラス製品の製造技術を応用した成型工法となります。ブロー成形による成形品としては、各種容器やペットボトル、灯油缶、自動車のガソリンタンク、吸気ダクトなどがあり、製品によっては大型製品にも対応可能な成型法です。ブロー成形にはいくつかの種類があり、加熱した樹脂を押し出してパリソンを成型したあと、冷却せず温かいうちに直接空気を吹き込んで成型する押出ブロー成型、有底パリソンを射出成型したあと射出成型用の金型から取り出し、ブロー用の金型へ移してから空気を吹き込む射出ブロー成型、射出ブロー成型の工程に、ロッドの軸方向への延伸と径方向への延伸を組み合わせた延伸ブロー成型、複数種類の材料樹脂を共押出しすることで多層化したパリソンを使い、空気を吹き込んで成型する多層ブロー成型、コンピュータ制御を活用して金型にパリソンを流し込むことで、複雑形状の製品に対応する3次元ブロー成型などがあります。
プレス成形
プレス成形は、プラスチックシートを加熱軟化させた後、上下の型でシートを挟み込み、平板にコーナーをつけるプラスチック成形方法です。プレス成形は大型製品にも対応可能なほか、透明品の製作に最適で、製作期間を短縮できます。なお、透明な製品の場合は前述のとおり、PC（ポリカーボネート）やPMMA（アクリル）、PET（ペット）などを使用するのが一般的です。なお、プレス成形は小ロットに加え大量生産にも対応できるプラスチック成形工法として広く採用されています。
真空成形は三光ライト工業にお任せください
真空成形は三光ライト工業にお任せください。弊社は大型製品には対応していませんが、厚肉、薄肉など幅広い形状に対応可能です。弊社は最新鋭のトリミング機能付き高速連続真空圧空成形機を導入しています。この設備は成形機とトリミング装置を同じフレーム上に設置し、全自動でのトリミングを可能にしたものです。成形や抜きの工程を全自動化し、10段重ねに対応します。弊社は様々な真空成形品を製造していますが、なかでも分野別の工業用トレーなどが大変ご好評頂いています。試作品のご提供、量産、多品種少量生産などのご要望にも最大限お応えいたします。弊社の保有設備、沿革などはホームページをご覧ください。ご連絡お待ちしています。
