射出成形は、医療機器や子供用おもちゃから家庭用電化製品や自動車部品に至るまで、非常に幅広い製品に使用される実績のあるコスト効率の高い製造方法です。堅牢で軽量な部品を安定して提供し、多くの場合、より重く加工された金属部品や鋳造部品の代替となります。.
それでも、標準的な射出成形のプラスチック部品だけでは不十分な場合があります。振動や衝撃に対する耐性の低さ、滑りやすい表面、エルゴノミクスの欠陥、視覚的制約などが、通常はグリップ、カバー、または保護ケースの形で二次成形部品を追加する一般的な理由です。.
従来の方法では、これらの2つの別々の成形部品を接着剤、ネジ、または圧入で接合します。しかし、この方法は追加の組み立て作業を引き起こし、コストを増加させ、不均一な結果をもたらすことがあります。二次成形は、より洗練され信頼性の高い代替手段を提供します。.
このガイドでは、二次成形設計における3つの重要な側面を扱います：
接着
材料
成形性の原則
二次成形とは何か？
二次成形では、2つの別々の部品を機械的接合、化学的接合、またはその組み合わせによって永久に一つのアセンブリに結合します。これにより、二次的な組み立て作業が不要になり、製品全体の設計が簡素化され、完成部品の機能特性が向上することが多いです。.
実際には、事前に成形された部品（基材と呼ばれる）を再び射出成形機にセットします。次に、プラスチックまたは液状シリコーンゴム（LSR）の第二の材料が基材の上、内部、周囲に射出されます。この2ショット方式は2つの金型を必要とし、1つは基材の成形用、もう1つは完全な二次成形アセンブリ用です。通常、オペレーターが基材をセットし、完成品をピックアンドプレース操作で取り出します。.
二次成形の設計プロジェクトを開始する前に、3つの領域を慎重に検討する必要があります：
接着性
2つの材料間の信頼性の高い接合は、成功する二次成形部品の基盤です。.
材料
基材と二次成形材料は物理的、化学的、熱的に互換性がなければなりません。.
原則
射出成形の一般的な設計ルールは二次成形にも適用されますが、いくつかの追加のプロセス固有の側面を考慮する必要があります。.
接着性
理想的な二次成形部品では、表面層が基材を引き裂くか剥がすほど強固に結合しており、きれいに剥がれる前に基材を破壊します。例えば、TPUやTPCのような熱可塑性樹脂は、ABS、ポリカーボネート、PBT Valox（ポリブチレンテレフタレート）と強い化学結合を形成します。Santoprene TPVは耐久性がありながら柔軟なバルカナイズド材料で、気密シール、食品産業用部品、ワイヤー・ケーブル用途に頻繁に使用されますが、選択的でポリプロピレンとは容易に化学結合しますが、他の基材とはほとんど結合しません。.
ただし、完全な化学結合は常に達成可能とは限らず、また必ずしも必要ではありません。例えば、二次成形されたシールを備えた電子機器のカバーの場合、カバーが固定されるとシールは機械的に固定されてずれません。接合は組み立て中にシールを位置に保持するのに十分な強度があればよく、これは別途パンチ加工された紙やゴムのシールを手作業で接着する必要がなくなるため、二次成形の優れた適用例となります。.
ほとんどの用途では、化学結合を補完または置換するために機械的ロックが強く推奨されます。これには、基材にアンダーカット、逆テーパー穴、または座ぐり穴を設計し、二次成形材料がそこに流れ込み機械的に固定されるようにすることが含まれます。これにより、極端な負荷条件を除き非常に信頼性の高い接合が保証されます。.
材料適合性の参照
以下の表は、基材と二次成形材料の一般的な組み合わせを示し、化学的結合（C）が得られるか、機械的結合（M）が必要かを示しています。材料の組み合わせを評価する際の出発点としてこの表を使用してください。.
| 二次成形材料 | ABS ルストラン | ABS/PC サイクロ C2950-111 | PC レキサン | PBT バロックス | PP プロファックス 6323 | ナイロン66 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| TPU – テキシン | C | C | C | C | M | M |
| TPV – サントプレーン | M | M | M | M | C | M |
| TPE – サントプレーン | M | M | M | M | C | M |
| LSR – エラストシル | — | — | M | M | — | M |
| TPC – ハイトレル 3078 | C | C | C | C | M | M |
| TPE – ヴァーサフレックス OM | C | C | C | M | M | M |
| TPE – ヴァーサフレックス OM | M | M | M | M | M | C |
| TPE – ヴァーサフレックス OM 6258-1 | M | M | M | M | M | C |
| TPE – ヴァーサフレックス OM 1040X-1 | C | C | C | M | M | M |
M = 機械的結合（推奨）
材料オプションの最適な活用
二次成形を選択する理由は多岐にわたりますが、構造的な一体性を保ちながらグリップ性を向上させることが最も一般的な理由の一つです。電動工具の人間工学に基づいたグリップや、外科用器具の滑り止めグリップは典型的な例です。これらの用途には、ABSに対してTPUが優れた材料の組み合わせとなります。二次成形は、美観やブランドアイデンティティの向上にも効果的です。例えば、スポーツチームがチームカラーで二次成形された二部構成のマウスガードを製造したり、装備メーカーが対照的な二次成形インサートを使用してブランド認知を強化したりすることが考えられます。.
注意：液状シリコーンゴム（LSR）
LSRは優れた引張強度と引裂強度を持ち、疎水性で柔軟かつ細菌に対して耐性があります。UV耐性と生体適合性により、医療用途に適しています。. 重要： LSRの成形温度は約350°F（177°C）に達し、これはABSやポリエチレンなどの基材材料を変形させるのに十分高い温度です。ただし、ポリブチレンテレフタレート（PBT）やガラス繊維強化ナイロンはこれらの温度に問題なく耐えられます。.
オーバーモールド成形の基本原則
オーバーモールド成形は従来の射出成形と同じ基本的な設計ルールに従いますが、このプロセス特有のいくつかの追加的な側面に注意する必要があります：
基材とオーバーモールド部品の両方で、適切な離型勾配、均一な壁厚、滑らかな遷移線を確保する必要があります。.
オーバーモールド層の壁厚は、基材の厚さと同じかそれ以下であるべきです。.
オーバーモールド材料の融点は基材の融点より低くあるべきです — 上記のLSRの例のように。.
化学的結合が不可能な場合は、機械的ロックが信頼できる代替手段であり、可能な限り組み込むべきです。.
基材表面のテクスチャリングは接着性を向上させることができ、外側のオーバーモールド表面のテクスチャリングはグリップ感と製品の全体的な美観を向上させることができます。.
オーバーモールド層の表面は隣接する基材表面と同じ高さか、わずかに下回るべきです。.
オーバーモールド成形は、製品の性能、使いやすさ、または視覚的魅力を高める非常に効果的な方法です。また、プロトタイプ開発や検証の段階でよく使用され、接着性や材料の適合性をテストし、二色成形用の生産金型への大きな投資を行う前に確認したり、長期的な金型製作中の暫定措置としても利用されます。.
オーバーモールド成形は単一射出成形よりも本質的に複雑であるため、金型の前払費用は別々に組み立てられた2つの部品の合計費用よりやや高くなることがあります。しかし実際には、この差は二次組立工程の削減と、より耐久性があり高品質な完成品の製造によってすぐに相殺されます。.
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