新たな技術の登場により、プラスチック射出成形は進化を続けています。業界が急速に発展するなか、自動車業界で製造される部品にも新たな可能性が広がっています。
世界中で、自動車の設計が見直されるたびに、プラスチック射出成形部品を採用する業界が増えています。プラスチック射出成形は、こうした需要に応えることができます。
射出成形は、さまざまなポリマーから高品質な自動車部品を大量生産するための有効な方法です。自動車業界では部品の安全性、一貫性、品質が重視されており、プラスチック射出成形はこれらを実現するうえで重要な役割を果たします。
この記事では、自動車用プラスチック射出成形のさまざまな側面について解説します。
自動車用途に射出成形が使われる理由
プラスチック射出成形は、プラスチック部品の製造に広く用いられる方法の一つです。自動車は従来、鋼材などの金属と結び付けられてきましたが、現在ではプラスチックも世界中のトラック、乗用車、その他の車両の製造に欠かせない素材となっています。
プラスチック射出成形が自動車業界で普及した理由はいくつかあります。プラスチックは、一部の金属より耐久性に優れ、頑丈な場合があります。
また、現代のユーザーは車の快適性や燃費に対する期待も高めています。こうした期待には、金属部品よりも射出成形部品のほうが効果的に応えられます。
自動車用プラスチック射出成形の歴史
プラスチック射出成形の歴史は、最初の機械が発明・特許取得された1872年にさかのぼります。これを機に、製造業でプラスチックが使われるようになりました。
かつて自動車はほぼすべて金属で作られていたため、非常に重く、扱いにくいものでした。しかし、1940年代にプラスチックが登場し、業界は大きく変化しました。自動車業界では、プラスチック製自動車部品の製造が試みられるようになりました。
装飾部品にプラスチックを使用した最初の車が、1970年代に登場しました。その後、80年代にはバンパー、フェンダー、ヘッドライトなど、より機能的な部品が自動車業界に導入されました。
2000年代には、自動車業界で初のプラスチック製構造部品が発表されました。金属製部品より軽量で、製造コストが低く、燃費も向上するという大きな利点がありました。
現在、プラスチック射出成形は、自動車業界でプラスチック製自動車部品を作る主流の製造方法です。プラスチックは設計の自由度が高く、ミラーハウジング、ドアパネル、バンパー、ダッシュボード、カップホルダーなど、車内外のさまざまな部品に使われています。
自動車用途における射出成形のメリット
現在、プラスチック射出成形はさまざまな業界に浸透し、確立された製造工程となっています。自動車業界では、溶融したプラスチックを金型のキャビティに射出して部品を作る射出成形が用いられています。
金型に射出された溶融プラスチックは、冷却・硬化して自動車部品になります。自動車用プラスチック射出成形は難しく、重要な工程ですが、適切に行えば、堅牢で高品質なプラスチック部品を安定して製造できる方法です。
この工程が自動車部品の製造に有効な理由は、次のとおりです。
- 生産量とコスト
金型の価格が高いため、射出成形の初期費用は非常に高額になることがあります。しかし、生産規模を拡大しやすい工程であり、自動車部品の生産量が増えるほど、全体的なコストは低下します。
大量生産に用いる場合、射出成形はメーカーに大きなメリットをもたらします。一方、大量生産でない場合は、射出成形用の金型・工具のコストが、費用対効果を損なうことがあります。
- 色の選択肢
自動車業界では、色の好みなど、ユーザーのニーズに応じて車両を製造します。自動車用プラスチック射出成形では、車両の配色に合わせて成形品の色を簡単に変更できます。
射出成形では、製造開始前に原料ペレットと着色剤を混ぜることができます。この工程により、均一で安定した色合いが得られるため、成形後に塗装や着色をする必要がありません。
- 再現性
自動車業界では、均一な部品を製造できることが不可欠です。車をモデル化する際には、部品の仕様が統一されている必要があり、再現性の高い製造工程が求められます。
自動車用プラスチック射出成形では大型の金型を使用するため、成形されるプラスチック部品は毎回同一の形状になります。
射出成形の工程にはさまざまな要因が関わりますが、金型の仕上げと設計が優れていれば、高い再現性を実現できます。
- 材料の入手性
射出成形が自動車業界に適しているのは、柔軟性のあるプラスチック、硬質プラスチック、ゴムなど、幅広い素材に対応できるためです。
自動車メーカーは、用途に応じてさまざまなポリマーを使用します。アクリル、ポリカーボネート、ナイロンなどがその例です。
- 迅速な金型製作による素早い試作
自動車業界における射出成形は、自動車部品の大量生産だけでなく、試作にも利用されます。自動車用金型メーカーは、ラピッドツーリングを活用して低コストで短納期のアルミ金型を製作することで、従来の鋼製金型よりも早く、試作用の成形部品を製造できます。
- 高精度と優れた表面仕上げ
自動車を市場で売るには、高品質な表面仕上げが求められます。単純な形状で、高品質な表面仕上げが必要なプラスチック部品の製造には、射出成形が最適です。
製品の表面仕上げには、マット、光沢、粗面など、さまざまな選択肢があります。より均一で高品質な外観にするため、成形品ではなく金型に直接仕上げを施すことができます。プラスチックの種類によって、最終的な表面の仕上がりは異なることにご注意ください。
自動車製造における射出成形の用途
射出成形は、自動車分野でプラスチック製自動車部品を製造する主要な方法です。小さなピンから大型の車体パネルまで、幅広い部品が作られています。射出成形で製造される主な自動車部品は次のとおりです。
外装部品
射出成形は、さまざまな自動車の外装部品の製造に使われます。外装部品には次のようなものがあります。
- スプラッシュガード
- グリル
- フロアレール
- フェンダー
- バンパー
- ドア
- テールライト
- エアコン用コンデンサー
- ボンネット
- ノーズパネル
- ヘッダー
- ミラー
- ラジエーターサポート
- ライトハウジング
- ドアハンドル
- ヘッドライトカバー
一覧の中でも、スプラッシュガードは成形自動車部品の耐久性をよく示す例です。
ボンネット内の部品
ボンネット内の部品の多くは金属製でした。しかし現在では、自動車メーカーの大半がプラスチックに切り替えています。自動車部品に使われるポリマーには、ナイロン、PET、ABSがあります。
オイルパンやシリンダーヘッドカバーなどの部品も、射出成形で製造されています。この方法は、従来の部品製造に比べてコストと重量を抑えられます。ボンネット内に使われるプラスチック部品には、次のようなものがあります。
- エンジンチューブおよびホース
- エアインテークマニホールド
- エンジン冷却シャッター
- クランクシャフト
内装部品
自動車メーカーは、射出成形工程を用いて内装部品も製造しています。主な部品は次のとおりです。
- 内装表面部品
- グローブボックス
- 車内ドアハンドル
- 内装表面部品
- エアベント
- ダッシュボードパネル
また、装飾用のプラスチック部品の製造にもプラスチックが使われています。
低コストの自動車試作における射出成形の代替手段
成形プラスチックは金属の代替素材として利用できます。現在、シートベルトモジュール、ブラケット、エアバッグなどの自動車部品の製造では、射出成形が最も広く採用されています。
また、メーカーは成形プラスチック部品を3Dプリント部品に置き換えることもできます。そのため、射出成形は部品の量産だけでなく、試作にも活用されています。
自動車部品の射出成形に使われる材料
自動車が公道を走行できると認められるには、メーカーは厳格な各種安全基準に従って車を製造し、必要な認証を取得しなければなりません。
そのため、熱可塑性樹脂の射出成形には、適切なプラスチックを選ぶことが重要です。以下は、よく使われる材料の一部です。
ナイロン
ナイロンは耐薬品性と耐摩耗性に優れていますが、液体には耐性がありません。ベアリングやブッシュなどの部品の成形に使われます。
- 強化複合材料
バンパーや車体に使われる一般的な樹脂よりも強度を高めるため、プラスチックの強化材として炭素繊維やガラス繊維が用いられます。
- アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）
3Dプリントや射出成形で広く使われています。耐久性が高く、天候の変化にも比較的強い素材です。カバーやダッシュボードなどの自動車部品に使用されます。
- ポリウレタン
フォームシートのような、柔らかく柔軟性のある製品によく使われています。自動車分野では、ガスケット、サスペンションブッシュ、断熱パネル、シール材などに利用されます。
- ポリ塩化ビニル
自動車業界と世界全体で、3番目に多く使われているプラスチックポリマーです。高い耐薬品性が求められる自動車部品に使用され、ダッシュボード、内装パネル、ケーブルの絶縁材などに使われます。
- ポリプロピレン
自動車メーカーは、高負荷部品やさまざまな外装部品の製造にポリプロピレンを使用しています。耐薬品性、耐水性、耐紫外線性に優れ、バッテリーカバーやバンパーなどに使われます。
- ポリメタクリル酸メチル（PMMA）
アクリルは透明なため、ガラスの代替素材として最適です。車内ディスプレイやヘッドライトカバーの製造に適しています。
Moldieの自動車向けプラスチック射出成形サービス
Moldieは、自動車用プラスチック部品の製造に向けた専門的な射出成形サービスを提供しています。お客様には、自動車業界をはじめとするさまざまな業界の企業が含まれます。
幅広いプラスチック射出成形材料に対応しています。耐熱性、強度、剛性に優れた熱可塑性樹脂も取り扱っています。当社のプラスチック射出成形サービスなら、用途に求められる要件を満たす高品質な自動車部品を製造できます。
