オーバーモールドとは、2つ以上の材料を接合して1つの製品を作ることである。電子機器、医療機器、自動車、消費者製品など、ほとんどの産業にも応用されている。基材と呼ばれるベース材料の上に、オーバーモールドと呼ばれるベース材料を重ねて成形することで行われる。.

オーバーモールディングは、製品の美しさ、寿命、機能性を高めるために行われる。これにより、メーカーは一方の素材の力を、もう一方の素材の柔軟性や柔らかさに取り入れることができます。これにより、製品はより快適で扱いやすくなり、耐久性も向上する。.

オーバーモールディングは、私たちが日常的に使用するアイテムに登場する。歯ブラシの取っ手やスマホケース、電動工具や手術器具など、現代のものづくりにも応用されている。オーバーモールドを知ることで、日常生活におけるモノがいかに便利で安全なものかがよくわかるだろう。.

オーバーモールディングとは？

オーバーモールディング は、2つの材料から1つの製品を形成する手順である。最初の材料は基材と呼ばれ、通常ABS、PC、PPなどの硬質プラスチックである。30～50Mpaの引張強度と200～250℃の溶融温度を持つ。もう一方の材料はオーバーモールドと呼ばれ、TPEやシリコーンなどの軟質で、ショアA硬度は40～80です。.

基板は50～70℃まで冷却される。オーバーモールドに注入される圧力は50～120Mpaである。これにより強力な接着が形成される。オーバーモールドは製品の保持力、強度、耐久性を高めます。.

その代表的なもののひとつが歯ブラシだ。ハンドルは強度を確保するため硬質プラスチック製。グリップ自体は柔らかいゴム製で、そのため持ち心地が良い。この基本的な用途は、オーバーモールドの実際の用途を示している。.

オーバーモールドはソフトグリップだけに適用されるものではない。電子製品を覆ったり、対象物にカラフルな装飾を施したり、製品の寿命を延ばしたりすることにも応用されている。このような柔軟性により、オーバーモールドは現代において最も応用可能な製造方法のひとつとなっている。.

全過程

素材の選択

オーバーモールドの手順は、材料の選択から始まる。基材は通常、ABS、PC、PPのような硬質プラスチックである。これらは30～50Mpaの引張強さと200～250℃の融点を持つ。成形材料は通常、TPEやシリコーンのような柔らかいもので、ショアA硬度は40～80です。適合する材料を選択することが必要である。最終製品が応力に耐えられなくなるのは、材料の結合不良が原因である可能性がある。.

基板成形

基板は、220～250℃に加熱した後、40～80Mpaの圧力で鋳型に注入された。注入後は50～70℃まで固化させ、寸法を安定させる。この工程にかかる時間は、部品の大きさや厚みに応じて通常30～60秒である。極めて高い公差があり、偏差は通常+-0.05mm以下である。逸脱が生じると、オーバーモールドのフィット感や製品品質に影響を及ぼすことになる。.

オーバーモールドする金型の準備

冷却後、基板は慎重に2つ目の金型に移され、その間にオーバーモールド射出が行われる。金型は60～80℃に予熱される。予熱は、熱衝撃の影響を排除し、オーバーモールド材料が基板上をスムーズに流れるようにする。金型の準備は、最終製品にボイドや反り、接合不良が生じないようにするために必要です。.

オーバーモールド射出

圧力は、50～120Mpaのオーバーモールド材料を使用して基板に注入される。射出温度は材料によって異なる：TPE 200-230℃、シリコーン180-210℃。このステップは正確でなければならない。温度や圧力が適切でないと、気泡や剥離、不十分な被覆といった欠陥が生じる可能性がある。.

冷却と凝固

射出後、部品は冷却され、オーバーモールドの固化と基板との強固な結合が行われる。冷却時間は部品の厚みに応じて30秒から90秒の範囲である。薄い部分はより早く冷えるが、厚い部分はよりゆっくり冷える。十分な冷却は、均一な接合を保証し、亀裂や変形の原因となる内部応力を最小限に抑えるために必要です。.

排出と仕上げ

部品は冷却された後、金型から押し出される。フラッシュと呼ばれる余剰部分が取り除かれる。部品は表面仕上げと寸法精度の点でチェックされる。これにより、製品が必要な品質であり、必要に応じて他の部品と互換性があることが確認される。.

試験と検査

最後のステップはテストである。試験の種類引張試験または剥離試験は、通常1～5MPaの接着強度を測定する。ショアA試験は、オーバーモールドの硬度をチェックするために用いられる。気泡、亀裂、ズレなどの欠陥は目視で検出できる。検査された部品のみが出荷され、完成品となる。.

オーバーモールドの種類

ツーショット成形

ツーショット成形では、1台の成形機で2つの材料を成形する。成形は温度220～250℃、圧力40～80MPaで行われ、その後、50～120MPaで2つ目の材料を射出する。この技術は迅速かつ正確で、ラバーグリップやソフトタッチボタンなど、多数の製品を扱う場合に適している。.

インサート成形

インサート成形では、基板はすでに準備され、金型に挿入される。それをTPEまたはシリコーンのオーバーモールドで覆い、50～120MPaで射出する。接着強度は通常1～5MPaである。この方法は、工具、歯ブラシ、ヘルスケア機器に典型的である。.

マルチマテリアル・オーバーモールディング

マルチマテリアル・オーバーモールドとは、1つの部品に2種類以上の材料を使用するオーバーモールドのことです。各材料の射出時間は順に200～250℃、50～120MPaである。硬い部分、デリケートな部分、覆う部分など、複雑な構造も可能です。.

オーバーモールドは以下の用途に使用されている。

オーバーモールドの用途は多岐にわたる。以下はその代表例である：

エレクトロニクス

電話ケースは通常、硬質プラスチック製で、縁は柔らかいゴム製である。リモコンのボタンはゴム製で、手触りがよくなっている。電子部品はオーバーモールドで保護され、操作性が向上している。.

医療機器

保護シール、手術器具、注射器は通常オーバーモールド成型される。柔らかい製品は器具の取り扱いを容易にし、安全性を高める。これは、快適さと精度が重要な医療用途では不可欠です。.

自動車産業

 オーバーモールドは、ソフトタッチのボタンやグリップ、車の内装に使われるシールなどに使われる。ゴム製のシールは、水やホコリの浸入を防ぐために使用されます。耐久性だけでなく快適性も向上させる。.

消費者製品

オーバーモールドは、歯ブラシのハンドル、台所用品、電動工具、スポーツ用品などによく使われている。この工程は、グリップの追加、表面の保護、デザインの追加に使用される。.

産業用工具

ドライバー、ハンマー、プライヤーなどの工具には、柔らかいハンドルを作るためのオーバーモールドが使われている。これにより、手の疲労を制限し、使用の安全性を高めている。.

パッケージング

パッケージの一部（ボトルトップや保護シールなど）をオーバーモールディングすることで、ハンドリングや機能性を向上させている。.

オーバーモールドは、機能的で安全、そして魅力的な製品を製造することを可能にする。.

オーバーモールドの利点

オーバーモールディングには数多くの利点がある。.

グリップと快適性の向上

製品は柔らかい素材を使うことで扱いやすくなる。これは工具、家庭用品、医療機器に当てはまる。.

耐久性の向上

複数の素材を貼り合わせることで、製品の強度を高めている。硬い素材と柔らかい素材が製品の安全性を保証します。.

より良い保護

電子機器、機械、デリケートな器具のカバーやシールは、オーバーモールディングによって追加することができる。.

魅力的なデザイン

製品はさまざまな色や質感でデザインされている。これがイメージとブランディングを高めている。.

人間工学

ソフト・グリップは手の疲労を最小限に抑え、対象物や機器をより長く快適に扱うことができる。.

汎用性

オーバーモールドは様々な材料を使用し、複雑な形状を形成することができる。そのため、メーカーは革新的な製品を生み出すことができる。.

オーバーモールドの課題

また、オーバーモールディングには、メーカーが考慮すべき課題もある：

素材適合性

すべての素材がうまく接着するわけではありません。組み合わせによっては、接着剤による接着や表面処理が必要になる場合があります。.

より高いコスト

材料、金型、製造工程が増えるため、オーバーモールドは製造コストを引き上げる可能性がある。.

複雑なプロセス

金型の設計、圧力、温度は厳密に管理されなければならない。わずかなミスで欠陥が生じることもある。.

生産時間

成形 二段階成形は、単一材料成形よりも時間を要するかもしれない。しかし、2ショット成形のような新しい技術は、この時間を短縮することができます。.

設計上の制限

複雑な形状の場合、特注の金型が必要になり、その分コストがかかることもある。.

それにもかかわらず、このような不本意な問題は、製品の品質と性能を向上させるオーバーモールドを止めなかった。.

オーバーモールドの設計原理

オーバーモールドとは、ベースがある素材でできていて、金型が別の素材でできているデザインのこと。.

素材適合性

接着する材料を選択する。オーバーモールドと基板は、化学的および熱的特性において互いに適合している必要があります。融点が近い似たような材料であれば、弱い接着や剥離の可能性を最小限に抑えることができます。.

壁厚

材料の流れが一定になるように、壁の厚さを一定に保つ。壁の厚さが均一でないと、ヒケ、空洞、反りなどの欠陥が生じることがあります。通常、壁の厚さは1.2～3.0mmが一般的です。.

ドラフト角度

排出を容易にするため、垂直面にエンボス角度をつける。1～3度の角度をつけると、離型時に基板やオーバーモールドの損傷を防ぐことができます。.

丸みを帯びたコーナー

鋭利な角は避ける。角が丸いと射出時の材料の流れが良くなり、応力集中が減少します。推奨される角の半径は0.5～2mmです。.

ボンディング機能

ピットや溝を作ったり、インターロック構造を作ったりして、基材とオーバーモールドの機械的結合を高める。この特徴により、剥離強度とせん断強度が増します。.

換気とゲートの配置

空気やガスを逃がす通気孔を設ける。美観を損なわない均質な流れを実現するため、注入ゲートを敏感な部分以外の場所に設置する。.

収縮率の考慮

材料の収縮率のばらつきを考慮する。熱可塑性プラスチックの収縮率は0.4～1.2程度、エラストマーは1～3%程度です。正しい設計をすることで、歪みや寸法誤差を避けることができます。.

技術的決定表：オーバーモールドはあなたのプロジェクトに適しているか？

オーバーモールド成形による部品

ツールハンドル

オーバーモールドは、多くのハンドツールでハードコアとソフトラバーのグリップを作るために使用されます。これにより、握り心地が向上し、手の疲労が最小限に抑えられ、使いやすさが向上します。.

消費者製品

歯ブラシ、キッチン用品、電気を使う道具など、一般的な製品の多くはオーバーモールドを使用しています。柔らかいグリップやクッションは、人間工学や寿命の向上に役立ちます。.

エレクトロニクス

電話ケース、リモコン、保護ハウジングなど、オーバーモールドの一般的な用途にはこれらが含まれる。また、衝撃吸収、絶縁、ソフトタッチの表面も提供します。.

自動車部品

オーバーモールドのボタン、シール、ガスケット、グリップは、自動車のインテリアでは一般的な機能である。ソフトタッチシステムは快適性、騒音、振動を向上させる。.

医療機器

オーバーモールドは、注射器、手術器具、手持ち器具などの医療器具に使用される。この工程は、徹底した安全性、正確性、しっかりとした保持力を保証します。.

オーバーモールドの原材料

材料の選択が重要である。一般的な基材は以下の通り：

ポリプロピレン（PP）、ポリカーボネート（PC）、ABSなどの硬質プラスチック。.

応用分野における金属

オーバーモールドの材料は通常、以下の通りである：

• 軟質プラスチック
• ゴム
• ナイロン熱可塑性エラストマー（TPE）
• シリコーン

素材の選択は、製品の用途に基づいて行われる。例として、医療機器には生体適合素材が必要です。電子機器には、絶縁性と保護性のある素材が必要です。.

オーバーモールディング部品設計のベストプラクティス

オーバーモールド成形される部品の設計は、高いレベルの接合、魅力的な外観、および高品質な性能を達成するために、十分に考慮されなければならない。確立された設計ガイドラインを遵守することで、エラー率を最小限に抑え、製品の品質を安定させることができます。.

互換性のある素材を選ぶ

オーバーモールドは素材の選択に左右される。オーバーモールドと下地素材は、うまく結合していなければなりません。同じような速度で溶融し、同じような化学的性質を持つ商品は、より強力で信頼できる結合を持つ。.

強力な接着のための設計

部品設計と設計自体の間の良好な機械的結合をサポートする必要があります。アンダーカット、溝、インターロック形状は、オーバーモールド材がベース部品をしっかりと保持できるようにするための特徴の一部です。これにより、使用時に分離する可能性を最小限に抑えることができます。.

適切な肉厚を保つ

壁の厚みが均一であれば、成形工程での材料の流れが良くなります。肉厚が均一でないと、ヒケや空洞ができたり、弱い部分ができたりします。左右対称のデザインは、見た目だけでなく強度も高めます。.

適切なドラフト角度を使用する

抜き勾配は、金型から部品を取り出す工程を簡素化します。適切な抜き勾配により、射出時の摩擦や損傷を最小限に抑えることができ、これは特に複雑なオーバーモールド部品に有効です。.

鋭い角を避ける

鋭角のエッジは、ストレスポイントを引き起こし、材料の流れを制限する可能性があります。丸みを帯びたエッジと流れるような結果は、強度を高め、オーバーモールドコンパウンドが部品の周りを均一に流れるようにします。.

ベント機能を含む

射出中、良好なベントによって閉じ込められた空気やガスを逃がすことができる。良好なベントにより、エアポケットや表面の欠陥を避け、金型の半分を満たすことができます。.

オーバーモールド材料の位置決めを計画する

射出ポイントは、重要な特徴やエッジの近くには配置しない。これにより、材料の蓄積、流れの断絶、露出部分の美観上の欠陥がなくなります。.

工具設計の最適化

オーバーモールドを成功させるには、金型の設計が重要です。ゲートの適切な配置、バランスの取れたランナー、効果的な冷却チャネルは、均一な流れと安定した生産を保証するために貢献しています。.

素材の収縮を考慮する

様々な物質が冷却される速度は異なる。最終部品に反りやズレ、寸法上の問題が生じないよう、設計者はこれらの違いを考慮する必要がある。.

オーバーモールドに使われる素材にはどのようなものがありますか？

オーバーモールド成形は、メーカーに特定の機械的、操作的、審美的特性を達成するために異種材料を混合する機会を与える。材料の選択は、強度、柔軟性、快適性、耐環境性によって決定される。.

熱可塑性であって熱可塑性ではない。.

最も広く普及しているオーバーモールドの組み合わせのひとつである。ベース素材は熱可塑性ポリマーで、ポリカーボネート（PC）です。それをTPUのような柔らかい熱可塑性プラスチックで覆います。このコンポジットにより、グリップ力、快適性、表面感が向上し、構造強度は犠牲になりません。.

金属上の熱可塑性プラスチック

この技術は、金属部品の上に成形される熱可塑性材料を使用する。スチールやアルミニウムのような金属は通常、ポリプロピレン（PP）のようなプラスチックでコーティングされる。これにより、金属の腐食を防ぎ、振動を抑え、使用時の騒音を低減することができる。.

TPEオーバーエラストマー。.

このシステムは、ABSのような硬質プラスチック・リサイクル基材を採用し、上部に柔軟なエラストマーを加えたものである。通常、工具のハンドルや医療機器など、耐久性と柔軟性が要求される製品に適用される。.

シリコーン・オーバー・プラスチック

シリコーンはまた、ポリカーボネートなどのプラスチック素材の上にオーバーモールドされる。これは高い防水性、密封性、低い触感を提供する。医療機器や電子機器によく応用されています。.

TPE over TPE

異なるグレードの熱可塑性エラストマーのオーバーモールディングも可能です。これにより、メーカーは1つの部品で異なる質感、色、または機能領域を持つ製品を製造することができます。.

オーバーモールドは正しい選択か？

製品に強度、快適性、耐久性が同時に求められる場合、, オーバーモールディング が適切な判断である。特に、組み立て工程を増やすことなく、ソフトなハンドルや耐衝撃性、追加の保護を必要とする部品に使用する場合に適しています。オーバーモールドは、工具、医療機器、あるいは電子ケースのように、頻繁に触れる製品に使用することができます。.

とはいえ、すべてのプロジェクトにオーバーモールドが適用されるわけではない。通常、単一材料成形とは対照的に、金型費用の増加や複雑な金型パターン設計を伴う。生産量が少量であったり、製品設計が基本的であったりする場合は、従来の成形プロセスの方が安価になる可能性がある。.

最初の設計段階で、材料の適合性、生産量、機能性の要求、予算を考慮して評価することは、オーバーモールディング・ソリューションがプロジェクトに対応する上で最も効果的かどうかを判断するのに役立ちます。.

オーバーモールドの実例

歯ブラシ

ハンドルは硬質プラスチック。グリップはソフトラバー。これにより、歯のクリーニング作業が容易になる。.

電話ケース

デバイスは硬質プラスチックで覆われている。落下衝撃は柔らかいゴムのエッジで吸収される。.

電動工具

ハンドルにはラバーがオーバーモールドされており、振動を最小限に抑え、安全性を高めている。.

カー・インテリア

コントロールノブやボタンは通常ソフトな感触で、ユーザー体験をより良いものにする。.

以下の例は、オーバーモールドによる使いやすさ、安全性、デザイン性の向上を示している。.

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結論

オーバーモールドは柔軟で有用な製造技術である。2つ以上の材料を組み合わせることで、製品をより強く、より安全で、より快適なものにするプロセスである。電子機器、医療機器、自動車部品、家庭用電化製品、産業用工具などに幅広く応用されている。.

これは、材料の慎重な選択、金型の正確な形状、温度と圧力の確実な管理によって行われる。オーバーモールドは、コストの増加や生産時間の増加といった課題を抱えてはいるものの、かなりの利点がある。.

オーバーモールド成形された製品は、より耐久性があり、人間工学に基づき、見た目に美しく、機能的である。オーバーモールドが現代の製造業と切り離せない要素となっている分野のひとつに、歯ブラシや携帯電話ケースのような日用品から、医療機器や自動車の内装のような本格的なものまでがあります。.

オーバーモールドを知ると、設計上の単純な判断が製品をより使いやすく、より長持ちさせることに役立っていることに感謝の念を抱くかもしれない。このような小さな、しかし重要なプロセスが、私たちが日常生活で使用する商品の品質と機能性を高めているのである。.