インサート成形、オーバーモールディング、2 ショット成形の違いは何ですか?

電動工具を手に持ったとき、柔らかいゴムのグリップの感触がとても良いことに気づき、「メーカーはどのようにしてさまざまな素材をこれほどうまく組み合わせているのだろう？」と思ったことはありませんか?

あるいは、携帯電話のケースが外側は硬いプラスチックで作られていて、指が触れる部分は柔らかいことに気づいたことがありますか?

成形事故はありません。これは、複数の材料を組み合わせて 1 つの耐久性のある製品を作るという成形の特殊技術です。

射出成形メーカーの3つの主要プロセスを理解する

• インサート成形では、射出成形時に金属インサートなどの事前に形成された部品をプラスチック内に組み込みます。

• オーバーモールドは、2 つの別々のステップで、硬いプラスチック基板の上に柔らかい材料を重ねます。

• 2 ショット成形では、特殊な装置を使用して 1 つの自動サイクルで 2 つの異なる材料を注入します。

それぞれの手法には異なる目的があり、間違った手法を選択すると、製品の発売が失敗し、予算が浪費される可能性があります。

インサート成形の実際の効果

インサート成形とは、ねじ込みインサート、ピン、電気接点などの既成部品（通常は金属）をブランク金型に挿入し、その後プラスチックを射出成形する工法です。高温のプラスチックがインサート内を循環し、インサートが固化して永久的に結合し、一体化した部品を形成します。

このプロセスは、金属接点を埋め込む必要がある電子機器ハウジング、真鍮接続の自動車センサー、ステンレス鋼が必要な医療機器、または強化された鋼鉄コアを持つ手工具などに特に効果的です。

この工程は、金型にインサートを配置することから始まります。これは、大量生産の場合はロボットが、少量生産の場合はオペレーターが行います。

射出成形メーカーの専門知識は重要です。インサートの配置は部品の品質に直接影響するからです。インサートの位置ずれは弱点となり、温度計算の誤りは金属部品の変形や適切な接合の妨げとなります。インサート成形が複数工程の組立工程を代替し、超音波溶接や接着剤接合といった個別工程を省くことで、コスト削減につながります。

オーバーモールディングによる層状製品の作製方法

オーバーモールディングは段階的に製品を作ります。最初のステップは、硬質プラスチック基板（これが構成要素です）の成形です。次に、この部分を2つ目の金型に入れ、特定の領域をより柔らかい材料（通常は熱可塑性エラストマー（TPE））で覆います。その結果、硬質プラスチックの強度と、柔らかい材料の快適性や密閉性を兼ね備えた製品が生まれます。

ゴムグリップハンドル付きのキッチン用品と、耐候性ボタンを備えた屋外用電動機器は、どちらもオーバーモールディングを採用しています。このプロセスにより、個々の部品を接着する必要がなくなりました。

材料の適合性はここで成功を左右します。すべてのプラスチック基板がすべてのTPEと良好に接着するわけではありません。組み合わせによっては、分子が材料の境界を越えて化学結合を形成します。また、オーバーモールド材料が基板表面の微細な凹凸に入り込む機械的な結合に依存する組み合わせもあります。不適切な材料選択は、層間剥離（わずかな使用で製品を台無しにする厄介な剥離）につながります。

オーバーモールド工程を行う射出成形メーカーの設備では、通常、回転テーブルまたはロボット搬送システムが導入されています。基板金型は片側に、オーバーモールドキャビティは反対側に配置されます。部品は、良好な接着が可能な温度に達し、寸法精度を確保できる程度に冷却された状態で、回転またはステーション間を移動します。

オーバーモールドのコストが合理的になるには、一般的に生産量が中量から大量生産に達する必要があります。2個取り金型は1個取り金型よりも高価で、部品が2回の完全な射出サイクルを経るため、サイクルタイムが長くなります。

2ショット成形技術の解説

2ショット成形（ツーショット射出成形、または2K成形とも呼ばれる）では、1回の成形サイクルで2種類の異なる材料を同じ金型に射出します。デュアル射出ユニットを備えた専用装置が、全工程を自動で処理します。最初の材料がキャビティに射出され、金型が回転するかコアが移動し、2つ目の材料が指定された領域に射出されます。これらはすべて人間の介入なしに行われます。

このプロセスは、複数の材料や複雑な形状、2種類以上の異なるプラスチック間の小さな隙間、そして従来のオーバーモールドよりも優れた製造速度を実現します。Plastics Technologyの調査によると、生産量が10万個を超える場合、2ショット成形はオーバーモールドに比べて部品あたりのコストを15～30%削減することが示されています。

設備投資額は高額です。専用の2ショット成形機は、通常の射出成形機に比べて非常に高価です。金型には回転コアや高度なインデックス機構が必要となるため、金型の複雑さも増します。2ショット成形機能を提供する射出成形メーカーは、通常、生産量の増加が利益を生む自動車、家電製品、医療機器などの市場をターゲットにしています。

3つの手法の比較

ほとんどの決定は生産量によって左右されます。5,000個未満の少量生産では、オーバーモールドや2ショット成形の費用を賄うことは困難です。こうした少量生産はインサート成形で対応します。10,000～50,000個程度の中量生産は、オーバーモールドのメリットを最大限に活かすことができます。自動化とコスト効率に優れた2ショット成形は、1プロジェクトあたり100,000個以上の生産量を必要とする大量生産プロジェクトでよく採用されます。

設計要件も同様に重要です。導電性や構造補強のために金属部品を必要とする製品には、インサート成形が必要です。人間工学に基づいたグリップ、防水シール、あるいは美しいマルチカラーデザインは、オーバーモールド成形に適しています。複数の材料を正確に配置する必要がある複雑な形状には、2ショット成形が不可欠です。

適切な製造パートナーを見つける

技術力こそが、有能なメーカーと卓越したメーカーの違いを生むのです。希望する特定の成形プロセスにおいて実績のある施設を探しましょう。実際の能力は、サンプル部品、ケーススタディ、顧客事例などに記載されており、マーケティング上の主張ではなく、企業が実際に何を実行できるかを知る手がかりとなります。

品質認証とは、体系的な手順を意味します。一般的な品質管理はISO 9001、医療機器はISO 13485、自動車の要件はIATF 16949でカバーされています。複雑なプロジェクトの成否は設計サポートによって決まります。メーカーによる製造性を考慮した設計（DFM）分析は、金型を切削する前に製造上の問題を特定し、高額なコストをかけて製造します。材料の適合性を試験することで、剥離による不具合を回避します。

品質とコストは設備の老朽化によって影響を受けます。最新の射出成形機は、旧式の真空成形機よりも精度が高く、公差が狭く、サイクルが短く、再現性も優れています。最新技術に投資したメーカーは通常、割高な料金を請求しますが、その価格差に見合う成果をもたらします。

GV-Mold: プロの射出成形メーカー

GV-Moldは、インサート成形、オーバーモールディング、2ショット成形技術に特化し、数十年にわたる精密製造の経験を複雑なマルチマテリアルプロジェクトに活かしています。当施設は、複雑な形状に対応しながら、大量生産における厳しい公差要件を満たすことができる最新のデュアルインジェクション設備を備えています。

エンジニアリングサポートは設計の初期段階から開始され、金型製作開始前に技術チームが材料適合性分析とDFMレビューを実施します。この初期段階の協力により、初期段階で製造上の潜在的な障害を特定し、生産立ち上げ時の不要な再検討を最小限に抑えることができます。

品質システムは国際基準に準拠しており、医療機器、自動車部品、家電製品、産業機器などのプロジェクトを手掛けています。信頼性の高いマルチマテリアル統合を必要とする製品を設計する場合、これらの優れた手法を専門とする他社との連携により、開発スケジュールの短縮と技術的リスクの最小化を実現できます。

製品の成功のための適切なプロセスの選択

インサート成形、オーバーモールディング、2ショット成形の違いは、特定の技術が普遍的に優れているというよりも、プロジェクトの特性によって決まります。生産量、設計の複雑さ、材料要件、予算の制約など、すべてが最適なプロセスの選択に影響します。

多くの射出成形メーカーでは、エンジニアがコンセプトを分析し、最適な製造アプローチを提案する無料の設計レビューを提供しています。この専門知識により、初期設計段階では明らかではなかったコスト削減や性能向上の機会が発見されることも少なくありません。

製造パートナーの選定は、設計品質や市場ポジショニングと同様に、製品の成功を左右します。GV-Moldは、オーバーモールディングと2ショット成形に特化し、包括的なエンジニアリングサポートと組み合わせることで、複雑なマルチマテリアルコンセプトを現実の製品へと昇華させます。実績のある製造業者を見つけることで、困難なプロジェクトも市場投入可能な製品へと進化させることができます。

マルチマテリアル製品コンセプトを実現する準備はできていますか？オーバーモールディングと2ショット成形の専門的なソリューションについては、GV-Mold に今すぐお問い合わせください。