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LIM成形とは

LIM成形

LIM成形とはLiquid Injection Mouldの略で、シリコーンを含む2種類の液体を金型内に注入し、中で化学反応により固化し自由な形状のシリコーン製品を製造する工法です。射出成形の一種で、コンプレッション成形など他の工法にくらべ自由な形状を形成でき、シリコーン単体の製品だけでなく、プラスチック、金属と接着した複合部品も製造可能です。シリコーンは形状復元性に優れ、LIM成形を用いることで特に精密さ、耐久性を要求される部品の製造に適しています。

LIM成形の製造設備

LIM成形の製造設備は成形機本体とLIM材供給装置、混合器から構成されます。LIM成形機本体は縦型で、液体のLIM材2種類(A液、B液)を混合器で混練し速やかに上から金型内に注入します。下図はアルミニウムの板金を自動でインサートする場合のイメージ図です。

  • 縦型LIM成形機(ロータリーテーブル) 射出シリンダーは、冷却をし、金型は加熱縦型LIM成形機(ロータリーテーブル)射出シリンダーは、冷却をし、金型は加熱
  • LIM材供給装置(A液、B液を同比率で混合器に送る装置)LIM材供給装置A液、B液を同比率で混合器に送る装置
  • A液、B液を混練する混合器混合器A液、B液を混練する混合器

LIM成形の特長

  1. 材料が液体なので自由な形状の製品を作ることができる。
  2. コンプレッション成形に比べて寸法精度に優れ精密部品に適している。
  3. シリコーン単体の製品だけでなくプラスチックや金属部品とシリコーンを接着した複合成形品も製造可能です。
  4. 機械で人手を介さず製造するので品質のばらつきがなく信頼性、耐久性に優れた製品を製造できます。
  5. ノーバリ、ランナーレス化がやり易く、自動化による大量生産に適している。

LIM成形に使われる材料

シリコーンゴムの種類

シリコーンゴムは、原料ポリマーの重合度によって、ミラブル型シリコーンゴムと液状シリコーンゴムに大別できます。液状シリコーンゴムは、粘性を有する液体。ミラブル型シリコーンゴムは、粘土のような感じです。弊社では、液状シリコーンゴムを使ったLIM成形を行っています。液状シリコーンゴムの多くは、防水パッキンとして使用するため、選択接着材料を主に使用しています。

液状シリコーンゴムの主な用途

弊社のLIM成形は、シリコーンゴム単体の成形も行いますが、主としては、樹脂部品または、金属部品を金型にインサートして、直接、部品にパッキンを接着した防水製品を多く製造しています。

  • ミラブル型シリコーンパッキンの例ミラブル型シリコーンパッキンの例
  • 硬質プラスチックに液状シリコーンでのパッキン硬質プラスチックに液状シリコーンでのパッキン

LIM成形による防水方法

一般的に防水パッキンとして使われているシリコーンゴムをLIM成形を使ってプラスチックや金属上に形状を形成して、精度や信頼性に優れた防水製品を製造することができます。

  • PC筐体へLIM成形でパッキンを接着PC筐体へLIM成形でパッキンを接着
  • アルマイト処理されたアルミ部品に直接シリコーンゴムを接着アルマイト処理されたアルミ部品に直接シリコーンゴムを接着

ここではLIM成形による防水方法の特長(長短所)、他の工法との違い、防水設計のポイントや留意点と弊社の製品事例を紹介します。

LIM成形による防水方法の特長(長短所)

LIM成形を利用した防水方法は、シリコーンゴムのOリング(パッキン)を単色成形品に組み込むASSY方法や2色成形による防水方法に比べ次のような長所と短所があります。

LIM成形による防水の長所

  1. 複雑な形状の防水壁を形成できる。材料が液状シリコーンなので金型に加工された形状に従って自由なパターンを形成できます。平面だけではなく3次元曲面にも防水壁を形成できASSYではできないような形状や狭小空間にも対応できます。
  2. パッキン組み込み工法に比べて防水効果が確実で耐久性に優れています。LIM成形はリング組み込みと比べパッキンの装着ミスや、パッキンの捩れを防ぎ、均等なシールが可能で、確実で完璧な防水が得られます。
  3. 長期信頼性に優れ品質のばらつきが無い。ASSYとは違い、人手を介さず成形機で自動で製造するので、品質や精度のばらつきがなく長期信頼性に優れた製品を製造できます。
  4. シリコーンはエラストマーに比べて復元性に優れる。シリコーンは復元性に優れるのでエラストマーを用いた2色成形の防水製品に比べ繰り返し使用に対する耐性が強い。
  5. 弊社ではLIM成形金型は、全て社内で金型の設計製作を行うため、従来の金型費を大幅にコストダウンしています。
  6. 液状シリコーンゴムを使用することにより、成形を自動化できる可能性があります。
  • ミリング使用の製品とLIM成形(液状シリコーンゴム成形)でのパッキンの違いリング使用の製品とLIM成形でのパッキンの違い
  • 樹脂部品にパッキンをLIM成形で接着すると、パッキンの溝から外れない樹脂部品にパッキンをLIM成形で接着すると、パッキンの溝から外れない

LIM成形による防水の短所

  1. イニシャルコスト(金型等)は他の工法(2色成形、Oリング組立)に比べ高い。筐体の金型とLIM成形のための金型2型が必要です。
  2. 2色成形に比べリードタイムが長く製品コストが高くなる場合が多い。
  3. LIM成形の短所は、色替えが非常に大変です。色を変えるためには、LIM成形機の射出機構を全て分解掃除し、シリコーン供給装置も分解掃除が必要ですのでご相談下さい。そして、透明品は、専用機化しています。

防水工法別の長短所

防水工法 防水パッキンの材料 ひずみ復元性 形状の自由度 輝度 品質、耐久性 コスト
LIM成形 シリコーン
シリコーンリング組込み シリコーン
2色成形 エラストマー

防水設計のポイント

防水パッキンの構造

防水パッキンの構造には圧縮防水法と側面防水法の2種類があります。製品の使用目的や開閉頻度を考えて選択します。

圧縮防水法

1回相手物に取り付けたら、外すことの無い製品に使用が多い。相手物への取り付けには小ねじやボルトで取り付ける事が多い。

  • 圧縮での防水簡略図圧縮での防水簡略図
  • 実施例 LIM成形品実施例 LIM成形品
側面防水法

開閉が多い時の防水法で、上下の圧縮による母体の変形が無いことが側面防水法の特徴です。

  • 側面での防水間略図側面での防水間略図
  • 実施例 LIM成形品 パッキン実施例 LIM成形品 パッキン

シリコーン材の色

LIM成形の短所は、色替えが非常に大変です。弊社ではシリコーン材の色を黒色かベンガラ色、または透明のどれかに統一しています。色についてはご相談させてください。

弊社のLIM成形生産体制

三光ライト工業は、製品設計から金型製作、試作、量産に至るまでの国内自社工場一貫生産体制です。当社の強力な生産体制をご紹介します。

LIM成形生産体制

設計、金型製作、試作、量産まで自社一貫体制

三光ライト工業はLIM成形製品の設計、試作、量産はもとより、金型の設計製作も国内の自社工場で行っています。自社一貫生産体制により、お客様のニーズにきめ細かく対応するとともに、短納期・コストダウンを実現します。また、自社一貫生産のメリットを最大限に活かし、変更や修正といったご要望にも柔軟に対応します。LIM成形は通常の射出成型に比べ、高度なノウハウが求められます。たとえば、金型設計には製品との精密な寸法精度が要求され、使用する樹脂についても豊富な接合、接着測定データ、流動解析が不可欠です。さらには金型の温度コントロールにも細心の注意を払う必要があります。その点、LIM成形で豊富な実績を持ち、国内自社工場一貫生産体制を構築している当社であれば、LIM成形ならではの様々な技術的課題をクリアすることができます。

最新鋭のLIM成形機を7台保有

三光ライト工業は生産拠点として川崎工場(本社)と埼玉工場の2工場を構えており、中原工場の試作機を合わせて、LIM成形機を計7台保有しています。最新鋭の設備、機器、機械、technologyを駆使してお客様のあらゆるニーズにお応えするとともに、低価格・短納期を実現します。当社の充実のLIM成形機をご紹介します。

  • 100トンLIM成形機(埼玉工場)100トンLIM成形機(埼玉工場)
  • 75トンLIM成形機(埼玉工場)75トンLIM成形機(埼玉工場)
  • 試作機100トンLIM成形機(中原工場)試作機100トンLIM成形機(中原工場)

防水機能の検査

防水機能はリーク試験機とリーク試験治具を組み合わせて効率的に検査します。

リーク試験機とリーグ試験治具

LIM成形でパッキンを着けた成形品をリーク試験機(写真左)で、漏れの有無をテストします。また、リーク試験治具(写真右)(成形品6個付け治具に3個付けたサンプル。)で、検査時は6個全てを装着し試験を行います。

プラスチックとシリコーンの接着実験及び測定

さまざまな熱可塑性硬質プラスチックとシリコーンの接着力を測定する実験を行っています。LIM成形の応用製品の開発を行っています。

  • プラスチックとシリコーンの接着実験結果プラスチックとシリコーンの接着実験結果
  • プラスチックとシリコーンの接着力の測定プラスチックとシリコーンの接着力の測定

LIM成形の研究

経済産業省の助成事業、「平成24年度戦略的基盤技術高度化支援事業」に応募し、下記の研究を経済産業局より依頼され2年間研究を実施しました。2年間の研究により得られた技術を、発注戴いた部品にフィードバックを行っています。

戦略的基盤技術高度化支援事業研究開発成果事例集 発行 関東経済産業局産業部 製造産業課発行 発行日2014年3月戦略的基盤技術高度化支援事業研究開発成果事例集 発行 関東経済産業局産業部 製造産業課発行 発行日2014年3月

工場紹介動画

製品事例

LIM成形の防水部品を中心に紹介します。

バッテリーカバー:液状シリコーンでのパッキン

  • バッテリーカバー:液状シリコーンでパッキン1
  • バッテリーカバー:液状シリコーンでパッキン2
  • バッテリーカバー:液状シリコーンでパッキン3

表裏同時LIM成形でパッキンを成形

  • 表裏同時LIM成形でパッキンを成形・表面表面
  • 表裏同時LIM成形でパッキンを成形・裏面裏面

キャップ:2色成形品にLIM成形でパッキンを着ける

  • キャップ:2色成形品にLIM成形でパッキン1
  • キャップ:2色成形品にLIM成形でパッキン2
  • キャップ:2色成形品にLIM成形でパッキン3

LIM成形に関するご相談について

LIM成形をはじめ、防水製品の検討につきましては弊社営業技術部にご気軽にご相談して下さい。電話でもメールでも受け付けております。LIM成形、防水技術について弊社は長年の経験、ノウハウを活かして顧客様の要求を最大限満足できる工法を採用し最適な提案をさせて頂けると思います。弊社は製品設計から、金型製作、試作、量産まで自社一貫体制で手掛けております。詳細な図面を頂かなても概略図や構想イメージから製品を具現化することには多くの実績があり顧客様から高い評価を頂いております。

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