シリコン型は、食品や工芸品から工業や医療用途まで、さまざまな業界で使用されている、非常に用途が広い型です。しかし、シリコン型は一体どのように作られるのでしょうか? 製造プロセスは、型の品質、精度、耐久性を決定する上で重要な役割を果たします。
シリコン型の製造プロセスには、材料の準備、シリコンの混合、成形、硬化といういくつかの重要なステップが含まれます。各ステップは、最終的な型が品質と精度の高い基準を満たすようにするために重要です。 高品質のシリコン型を作成するために何が必要かを理解できるように、これらの手順を詳しく見ていきましょう。
製造業者、デザイナー、またはシリコン型作りの世界に興味のある人にとって、プロセスを理解することは不可欠です。
ステップ1: 適切なシリコン素材の選択
シリコン型の製造プロセスの最初のステップは、適切なタイプのシリコンを選択することです。シリコンには、食品グレード、医療グレード、工業グレードなど、それぞれ特定の用途に適したさまざまなグレードがあります。選択したシリコン材料によって、型の強度、柔軟性、熱、化学物質、紫外線への耐性が決まります。
たとえば、食品グレードのシリコンは無毒で高温に耐えられる必要があるため、ベーキング用型に最適ですが、工業用シリコン型は摩耗や破損に耐性があったり、高圧に耐えられる必要がある場合があります。
ステップ2: 金型設計の準備
シリコン型を製造する前に、正確な設計が重要です。小さな部品、工芸品、工業部品のいずれの型を作成する場合でも、設計によって型の形状、サイズ、複雑さが決まります。
このステップでは、粘土、ワックス、3D プリントされたオブジェクトなどの材料からプロトタイプまたはモデルが作成されるのが一般的です。プロトタイプは、シリコン型を作るためのパターンとして使用されます。
複雑な金型の場合、CAD (コンピュータ支援設計) ソフトウェアを使用して、すべての寸法が正確であること、および無駄を最小限に抑えて効率を最大化する方法で金型を作成できることを保証できます。
ステップ3：シリコンゴムを混ぜる
材料と設計が決まったら、次のステップはシリコンゴムを混ぜることです。シリコンゴムは、A 部 (ベース) と B 部 (触媒) の 2 つの成分から構成されています。硬化プロセスを活性化するには、この 2 つの成分を徹底的に混ぜる必要があります。
パート A とパート B の比率は製造元の指示によって異なりますが、最終製品の適切な一貫性と耐久性を実現するには、正しい比率を達成することが重要です。
場合によっては、柔軟性や耐熱性を高めるなど、金型の特性をカスタマイズするために、着色剤、紫外線安定剤、強化剤などの添加剤が追加されることもあります。
ステップ4: 型を作る
シリコンが適切に混合されたら、次のステップは実際の型を作ることです。これは通常、次の 2 つの方法のいずれかを使用して行われます。
- 注ぎ方: 混ぜ合わせたシリコンを、用意した型（パターン）の上に流し込み、型を作ります。単純な形や物体を作る場合によく使われます。
- 注入方法: この方法では、プロトタイプを収めた金型の空洞に圧力をかけてシリコンを注入します。この方法は、より複雑なデザインによく使用され、モデルのあらゆる隙間にシリコンが確実に充填されます。
使用する方法は、製造する金型のサイズ、形状、複雑さによって異なります。大型の金型や非常に精密な金型の場合は射出成形が適していますが、より単純な金型の場合は、注入成形で十分な場合が多くあります。
ステップ5: 硬化と設定
シリコンを注入または注入した後、硬化させる必要があります。硬化には、使用するシリコンの種類に応じて、通常、数時間から一晩かかります。硬化とは、シリコンが固まり、最終的なゴムのような粘稠度になるプロセスです。
硬化中にシリコンの化学結合が形成され、型が安定して使用できるようになります。ほとんどのシリコンゴムは室温で硬化できますが、一部の配合では硬化を早めるために加熱が必要になる場合があります。
ステップ6: 型から外して最後の仕上げ
シリコンが完全に硬化したら、型を原型またはパターンから慎重に取り外します。このステップは「型抜き」と呼ばれます。完成したシリコン型は使用準備が整いましたが、追加の仕上げが必要になる場合があります。
余分なフラッシング（型の端から漏れ出たシリコン素材）は切り取る必要があるかもしれません。 型の中に小さな気泡が見えることもあります。 その部分にシリコンを塗り直すか、粗い端をやすりで削ることで修正できます。
一部の型では、シリコンをさらに強化するために、追加の熱処理などの後硬化プロセスも必要です。
ステップ7: 品質管理とテスト
シリコン型は、顧客に送られたり、生産に使用される前に、厳格な品質管理テストを受けます。このテストでは、型の耐久性、柔軟性、その他の特性が評価されます。型は、意図したとおりに機能し、精密で高品質の部品が製造されることを確認するために、多くの場合、少量生産でテストされます。
テストにより、高温、化学薬品、過度の使用に耐えるかどうかなど、設計された特定の条件下で金型が機能することが保証されます。
シリコン型の利点
シリコン型にはさまざまな利点があります。
- 耐久性: シリコンは、幅広い温度に耐えられる耐久性の高い素材です。
- 柔軟性: シリコン型は柔軟性があるため、鋳造した製品を傷つけることなく簡単に取り出すことができます。
- ノンスティック表面: シリコン型は焦げ付きにくいのでお手入れが簡単です。
- 汎用性: シリコンはほぼあらゆる形状に成形できるため、複雑なデザインに最適です。
結論
シリコン型の製造工程は、慎重かつ正確な一連の手順です。適切な材料の選択、型の設計、シリコンの混合、最終製品のテストはすべて、機能的で耐久性のある型を作成する上で重要な役割を果たします。工業用途、食品製造、工芸品など、シリコン型は、その汎用性、信頼性、使いやすさから、常に第一の選択肢となっています。
