シリコンゴムの加工技術：特徴と応用分野

ものづくりプレス

2024-10-21

ゴムシリコーンゴム(VMQ) 成形(成型) 押出し成形コンプレッション成形(圧縮成形) インジェクション成形(射出成形) 切削加工ウォータージェット加工接着・ライニング加工方法

シリコーンゴムは、優れた弾力性や耐熱性を持ち、多岐にわたる産業で使用されています。製品用途や求められる特性に応じて、さまざまな加工・成形方法が選ばれます。本記事では、それぞれの加工法の特徴や利点、用途について詳しく解説します。

ウォータージェット加工

ウォータージェット加工は、高圧の水を非常に細いノズルから噴射し、材料を切断する技術です。この方法の最大の利点は、素材を熱で変形させることなく、精密かつ滑らかな切断面が得られる点です。特に、シリコーンゴムのような弾性のある素材でも高い精度を保てるため、パッキンやガスケットなどの製品に適しています。
・メリット：熱を加えないため、シリコーンゴムの特性が変わらず、非常にきれいな切断面が得られる。また、少量生産時にコストを抑えられる。
・デメリット：非常に薄い材料や、極端に厚い材料の加工には向いていない。加工の幅に限界がある。
・用途：少量の精密な部品の製作、プロトタイプの作成など。

金型成形

金型成形は、シリコーンゴムを金型に入れて形状を作る一般的な加工方法です。この方法には、さまざまな種類の成形技術があり、製品の形状や用途に応じて使い分けがなされます。代表的な方法としてプレス成形と射出成形があり、それぞれ異なる利点と特性を持ちます。

プレス成形（コンプレッション成形）

プレス成形は、シリコーンゴムを加熱した金型に挟み込み、圧力をかけて成形する方法です。シンプルなプロセスで、さまざまな金型を利用して幅広い形状に対応できるのが特徴です。
・メリット：コストが比較的安く、複雑な形状の成形にも対応可能。大きな部品や耐久性の高い製品の製作に向いている。
・デメリット：成形時間が射出成形に比べて長い。また、金型の設計や製作には初期投資が必要。
・用途：シンプルな形状から複雑な形状まで、幅広い製品の成形に利用。自動車部品や家電部品の製作に適している。

射出成形（インジェクション成形）

射出成形は、シリコーンゴムを溶かして金型に流し込み、急速に冷やして固める成形方法です。より精密な部品の大量生産に適しており、複雑な形状の成形も可能です。
・メリット：高精度で大量生産が可能。金属や樹脂など他の素材と一体化した部品も製造できる。
・デメリット：初期の金型設計に高いコストがかかる。また、製品の小ロット生産には向いていない。
・用途：自動車、家電、医療機器など、複雑な部品の大量生産に利用。

押出成形

押出成形は、シリコーンゴムを口金から押し出して連続的に成形する技術です。主に断面が一定の製品（パイプやホースなど）の製作に適しています。製品が連続的に製造されるため、長さの調整が自由にできるという特徴があります。
・メリット：長い製品や単純な断面形状の製品の大量生産に適している。金型コストが比較的低い。
・デメリット：複雑な形状の製品には向いていない。また、寸法の精度に限界がある。
・用途：パイプ、ホース、ガスケットなど、長さが重要な製品の製作。

切削加工

切削加工は、シリコーンゴムの材料を削り出す技術で、試作品の製作や少量生産に適しています。金型を使用しないため、初期コストを抑えられ、設計変更にも柔軟に対応できます。ただし、加工の精度や速度は機械の性能に依存するため、大量生産には向いていないのがデメリットです。
・メリット：柔軟な設計変更が可能で、短納期での試作品製作に適している。金型費用がかからない。
・デメリット：弾性のあるシリコーンゴムは、加工中に寸法がずれやすく、精度に限界がある。大量生産には不向き。
・用途：少量の製品や試作品の製作に最適。

抜き加工

抜き加工は、シート状のシリコーンゴムを金型で打ち抜く加工方法です。パッキンやOリングなど、比較的単純な形状の製品に適しています。大ロットの製造に向いており、コストも抑えられるため、工業製品の部品や日常用品などで広く利用されています。
・メリット：大量生産に適しており、金型コストが低い。また、比較的シンプルな製品の加工に向いている。
・デメリット：複雑な形状や高精度が求められる製品には不向き。
・用途：パッキン、Oリング、ガスケットなどの製品。

接着加工・溶着加工

シリコーンゴムの接着加工は、一般的な接着剤や両面テープでは難しく、特殊な接着技術や接着剤が必要です。特に耐薬品性や耐熱性が求められる製品には、シリコーンゴム同士や異素材との接着が重要となります。また、ゴムと金属などの異素材を接着することで、耐摩耗性や耐衝撃性を高めた複合部品も製造されます。
・メリット：シリコーンゴムの特性を活かした製品が作れ、複合部品の製作が可能。用途に応じた特殊な接着剤や技術が使用できる。
・デメリット：接着技術や材料によってはコストが高くなることがある。また、接着強度の維持には環境条件（温度、湿度）が影響する。
・用途：家電製品、自動車部品、医療機器など、複合材料を使った製品の接着。

シリコーンゴムの加工方法は多岐にわたり、それぞれの利点や用途が異なります。製品の使用環境や求められる特性に応じて、最適な加工方法を選択することが重要です。