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LIM成形の金型について

LIM成形 金型

LIM成形の金型について解説します。ここではLIM(Liquid Injection Mould)成形で使用する金型の特長や材料となるシリコーンゴムの種類についてご案内します。また、LIM成形以外のゴム金型成形の方法もご紹介します。

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LIM成形(lim成形=射出成形)金型の特長

LIM成形(lim成形=射出成形)金型の特長

LIM(Liquid Injection Mould)とはシリコーンを含む2種類の液体を金型内に注入し、化学反応により固化し様々な形状のシリコーン製品を製造する工法です。LIM(lim)成形はその名のとおり、インジェクション(injection)成形、つまり射出成形に含まれます。LIM成形の中でも液状シリコーンゴム成形(後述)は成形サイクルを短くすることができるため、大量生産に適しています。ほかにも液状シリコーンゴムを使用したLIM成形は、材料が液状ゆえに自由に様々な形状の製品を作ることができるほか、精密成形に適しており、薄肉や複雑形状などにも幅広く対応可能です。材料の取り扱い上、異物混入が少ないのも液状シリコーンゴムを使用したLIM成形のメリットといえます。ただし、液状シリコーンゴムは高価で、一般的なミラブル型シリコーンゴム(後述)よりもコストがかかります。同様に設備や機械、装置も一般的なミラブル型成形機と比較すると高価です。金型も無人化、自動化を前提としているので構造が複雑かつ精密になるため、高額になる傾向があります。また、LIM成形は小ロット生産には適さず、イニシャルコスト面と同時に、LIM成形機のこまめな清掃が必要となります。

LIM成形金型で使用するシリコーンゴム材料

LIM成形で使用するシリコーンゴム材料をご説明します。LIM成形で金型に注入するシリコーンゴムは原料ポリマーの重合度によって「液状シリコーンゴム」と「ミラブル型シリコーンゴム」に大別されます。ここでは液状シリコーンゴムとミラブル型シリコーンゴムのそれぞれの特長などをご案内します。

液状シリコーンゴム

液状シリコーンゴムはその名のとおり、粘性を有する液体(liquid)シリコーンゴムです。液体シリコーンゴムは耐熱性、耐燃性、難燃性、耐寒性、電気絶縁性、着色性、耐水性、耐油性、耐薬品性に優れた人体に優しい材料といえます。また前述のとおり、無人化、自動化を図ることができるのも大きなメリットです。これらの特性を活かして、液状シリコーンゴムを使ったLIM成形品は精密機械や家電、OA機器、医療機器、食品業界、スポーツ用品、自動車、日用品など幅広い用途で使用されています。ただし、液状シリコーンゴムは他の一般的な樹脂のように簡単に自動化できるわけではありません。というのも液状シリコーンは一般的な樹脂と比べ粘度が低いため、金型のクリアランスを少なくしないとバリが発生してしまうためです。さらに成形品の離型においても高いノウハウが求められます。その点、三光ライト工業は射出成形金型を自社製作するなど高い技術を有しており、液状シリコーンゴムを使用したLIM成形品で豊富な実績があります。

ミラブル型シリコーンゴム

ミラブル型シリコーンゴムは、練りロール機や混合機で加硫材などを混錬して成形する固形状のシリコーンゴムコンパウンドです。ミラブル型シリコーンゴムはLIM成形を含む射出成形のほか、圧縮成型、トランスファー成型、押出成型などでも使用できます。ミラブル型シリコーンゴムはかつては二次加硫が必要でした。従来の成形方法では、一次加硫を行って成形した後、成形品に残存している低分子シロキサンと、ゴム成形に使用する加硫剤の分解物を除去するため、二次加硫をする必要がありました。そうした中、従来品に比べ低分子シロキサンの含有量を大幅に低減し、一次加硫時に副生成物が発生しない付加反応型にしたことにより、二次加硫の工程が不要なミラブル型シリコーンゴムが開発されています。

LIM成形以外のゴム金型成形

LIM成形以外のゴム金型成形方法をご案内します。ここではコンプレッション成形とインサート成形、押出成形についてそれぞれの特長などを解説します。

コンプレッション成形(圧縮成形)

コンプレッション成形とは、製品と同じように型取られた金型の凹部(キャビティー)にゴム素材をセットし、プレス成形機によって熱と圧力をかけて成形する方法です。コンプレッション成形は加硫成形とも呼ばれます。圧縮成形はゴム成形において古くから伝わる一般的な方法で、金型の構造は圧縮成形機の種類や操作方法、金型メーカーにより異なりますが、2つ割りのタイプ、3つ割りのタイプ、中芯(中子)を用いたタイプが一般的です。コンプレッション成形は、金型構造がシンプルなことから金型製作費用が安い、少量生産や他の成形機の取り付け時に柔軟に対応しやすいといったメリットがあります。難しい操作が必要ないのも強みです。一方、プレス時に金型からはみ出すゴムがバリになるため後処理が必要になるのに加え、金型の傷や凹み、混入したエアーなどが原因で加工品の形状が悪くなる場合があります。また、寸法を安定させるには成形する作業者の技量が問われるほか、複雑な形状の製品には不向き、サイクルタイムが長くなるので注意が必要です。

インサート成形

インサート成形は、基盤やICタグを含む電子部品をシリコーンゴムなどと一体成形する技術です。インサートさせた電子部品の性能を劣化させずに、シリコーン材料で保護できるメリットがあります。加えて、電子部品全体の保護だけでなく、部分的に封止するように成形することも可能となります。インサート成形は、塗装では実現できないデザインが可能なほか、3D形状に成形することもできるなどのメリットがあります。なお、インサート成形機には縦(竪)型と横型がありますが、縦(竪)型のほうがワーク部分の保持が重力方向であることから安定しやすいため、縦(竪)型が主流となっています。

押出成形

シリコーンゴムを使用した押出成形は押出機にゴム原料を入れ、高い圧力を加えて口金から押し出し、そのまま冷却して成形する方法で塑性加工のひとつに数えられます。押出機は材料が流れるスクリュー部分、製品の形にするための先端の口金、いわゆるダイで構成され、スクリュー式、ラム押出成形、プランジャー式押出成形の3つの押出加工方式があります。

LIM成形ではシリコーンゴムが使用されますが、シリコーンゴムを押出成形で加工した場合、スクリュー式が一般的です。一方、圧縮成形用生地の予備成形などを目的とする場合は、シリンダー内に充填したゴムをピストンで押し出すラム押出成形、またはプランジャー式押出成形が採用されることもあります。ゴム押出成形のメリットとしては、同じ断面の長物製作に向いていて表面が滑らかなので仕上げ不要な点があります。また、切りくずが出ないうえ、多数の製品を連続して成形できるのも押出成形の強みです。さらにプレス成形よりも口金製作費用が安く、規格形状が豊富、脆弱な素材も成形可能といったメリットもあります。ただし、断面が複雑な形状のものは成形できないうえ、精度はプレス成形に劣るのが難点です。また、加硫時に圧力をかけられないため、プレス成形に比べ物性が劣る点や自重により底面がへこむ場合があるので注意が必要です。

三光ライト工業は高精密なLIM成形金型で高品質の樹脂成形品をご提供

三光ライト工業は万全の射出成形不良対策で高品質のプラスチック製品をご提供

三光ライト工業は高精密なLIM成形金型を使用して、高品質のプラスチック成形品を低価格、短納期でご提供します。弊社は川崎工場(本社)と埼玉工場および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。いずれも最新鋭の設備で、これらの設備能力を最大限に発揮し、高品質のLIM(Liquid injection molding)成形品をご提供します。弊社は成形品はもとより射出成形(injection成形)金型も自社工場で製作しています。金型も自社工場で製作することで、製品を低価格でご提供するとともに納期、納入にかかるまでの期間短縮、リードタイム、サイクル・タイムの短縮化を実現します。また、弊社はLIM成形(liquid injection molding)を含む射出成形に加え、真空成形や2色成形、インサート成形などでも豊富な実績を有しています。量産、大量生産だけでなく多品種少量生産、小ロット、複雑形状、厚物、薄物など数量やサイズの大小を問わず何でも対応いたします。さらに弊社は素材、材料(スーパーエンプラを除く)についても高度な知見を有しており、熱硬化性樹脂や熱硬化性樹脂などさまざま素材で豊富な取り扱いがあります。プラスチック成形品のことであれば何でも弊社にご相談ください。ご連絡お待ちしています。

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