By ティナ / 2019年6月4日
低圧成形は、私たちが日常生活で目にし、遭遇する技術です。たとえあなたがそれに気づいていなくても、低圧成形はあなたが毎日使うかもしれない電化製品や機器の多くに不可欠です。低圧成形は黙々とその仕事をこなし、皆さんはおそらく何とも思っていないでしょう。
ここQL-Customでは、低圧成形について長年の経験がありますので、この記事でこの工程についての主なポイントをご紹介しようと思います。
低圧成形の工程と利点について、用途だけでなく環境にも配慮しながら、さらに深く掘り下げていきましょう。
低圧成形とは？低圧成形は、損傷や湿気、その他の外的影響を受けやすい部品を保護し、封止する技術です。配線やプリント基板などの用途が代表的です。ホットメルトと呼ばれる材料を使用し、専門機械を用いてポリマーを部品の周囲に封入します。
ホットメルト」とも呼ばれるダイマー酸ベースのポリアミド素材は、特定の温度に加熱すると柔軟で可鍛性になる熱可塑性プラスチックで、貴重なコネクターや接続部の周囲で使用される。
特に低圧成形（またはLPM）は、その名が示すように、より業界標準の圧力成形用途で使用される通常の圧力や極端な熱に部品が苦しむ可能性がある場合に使用される低圧プロセスや技術の使用です。
繰り返しになりますが、低圧成形を必要とする主な理由は2つあります。
大きな要因のひとつは、適用される熱可塑性プラスチックの粘性を高める必要があることだ。粘性は、注入された材料が非常に小さい、あるいは複雑な空間や空洞に適用されることを可能にする。低圧で塗布するために、多くの場合、手動ギアポンプ工程が使用され、これは、コンポーネント間でビスコース材料を駆動するのに十分な圧力を提供します。
これにより、壊れやすい部品が外れたり壊れたりするのを防ぎ、保護されていない電子機器により大きな保護と安定性を提供します。
粘度は、次のような単位で測定される。 センチポイズ - これは、約410F（210℃）で「パンケーキ・シロップ」の粘度を形成し、低圧用途には十分で安全である。
一般的に、ポリアミド素材は高性能ホットメルトと考えられている。ポリアミドには粘着性があり、これが部品の密封に役立っています。
PCBボードやその他の回路を低圧成形する場合、PCBが製造された後、次の段階である低圧成形に移ります。
低圧モールドは小さなペレット状で始まり、これらのペレットは必要な量/重量に計量され、充填される金型テンプレートも収容される専門のLPMマシンに供給されます。完成したプリント基板は機械に入れられ、あるいは加圧射出による熱を遮断するための初期バリアとしてコールドモールドセットが適用されます。その後、メインの熱可塑性樹脂層を塗布する準備が整う。410Fに加熱された後、ポリアミドが射出されます-手動または低圧法（通常50～200PSI程度）を使って機械的に。
流れは維持され、調整され、部品を取り囲み、接触すると乾燥と密閉を開始する。射出量は正確に測定・指示され、必要なコンポーネントをすべて充填し、仕上げ面を残す。高速化により、このプロセスは通常1回あたり数秒しかかからず、射出、乾燥、仕上げの完了時間は約1分まで延長される。その結果、大量生産が可能になる。
一旦注入されたポリアミドは、通常、乾燥段階でサイズが縮小します。これを補うため、ポリアミドユニットの圧力を維持し、収縮による空隙を埋めるために、ポリアミドユニットを注入し続ける。このプロセスは、ポリアミドが液体から固体に変わるまで、つまり加熱から冷却に変わるまで続けられます。その間、コールドモールド・アプリケーションは、プロセス中に発生する可能性のある過度の圧力や熱を吸収します。
この技術は、電子機器やはんだ接合部を破裂させることなく、壊れやすい部品を保護し、ユニットの性能を損なわないことが証明されている。
低圧成形がヨーロッパで開発された1970年代以来、その使用はほとんどの産業および消費者分野に広がっている。当初は自動車産業向けに開発され、毒性も高いポッティングプロセスのような重い代替品に取って代わり、そうでなければ過度の負担や破損に見舞われる部品に効率的で密封された保護環境を提供するために使用された。
その後、技術はさらに向上し、より高い保護性能と複雑なシステムにも対応できるようになりました。そのため、低圧成形は工業用や商業用だけでなく、より過酷な機器や電子機器がより堅牢なソリューションを必要とする軍事用や航空宇宙用にも広がっています。
さらに、低圧成形が毒性の少ない環境に優しいソリューションであることを加えると、その使用が回路保護のほとんどの分野に広がっている理由がわかるだろう。
低圧成形の代表的な用途は以下の通りです。
多くの用途では、成形そのものが発展してきた。例えば、USBペン・ドライブや車のリモコン・ドア・ロックに使用される成形品は、しばしば製品の外箱の一部、あるいは外箱全体を形成し、場合によっては外箱の形状を決定する。
より重く、より面倒な技術とは対照的に、ホットメルトは、ほとんどの用途に理想的な、より重量効率の高い最終製品を提供する。
そうでなければ水害に見舞われる可能性のあるユニットを外部から密閉できるようになったため、時には深海の機器も安全かつ完全に機能し続けることができるようになった。
低圧成形とコールドモールドは、部品を安定させ、所定の位置に固定するために、接着剤でさまざまな材料を塗布することを可能にします。
衝撃の多い環境で使用されるPCBやその他の部品は、使用中に受ける衝撃やその他の損傷から、より確実に保護されるようになりました。
外部からの非酸性化学薬品に接触する部品は、内部回路に害を与えることなく保護することができます。
低圧シールを使用することで、内部を保護し、外側の保護が少なくて済みます。これにより、安定性と保護性を犠牲にすることなく、よりコンパクトで省スペースな設計が可能になります。
このシーリングと成型方法は、従来の保護方法よりもはるかに優れた形とデザインを提供する。
すべての熱可塑性プラスチックとポリアミド材料は、すべての用途における健康と安全のためのISO承認規格に準拠しています。
実際、加圧成形は全体として、これまでの慣行を上回る多くの環境上の利点があり、場合によっては、このプロセスの使用を帳消しにするような利点を長持ちさせます。以下は、圧力成形の主な環境上の利点です。
加圧成形に使用される原料はすべて天然素材です。
加圧成形で作られた余分な材料はすべてリサイクル可能です。材料は何度でも再生・再利用が可能です。つまり、圧空成形はゼロ・ウェイスト・ソリューションなのです。
加圧成形の工程では、空気中や液体・固体状の有害物質は発生しません。
従来であれば「使用期限」が設定されていた製品も、より長い期間保管・使用できるようになった。
最初に述べたように、低圧成型のやり方はあまりに当たり前のものとなっており、私たちは仕事や家庭生活で一日に何度も低圧成型に出くわしているにもかかわらず、毎日身の回りにあることにほとんど気づいていない。
一般消費者向けや小型の用途としては、ケーブルやケーブル接続部など、ケーブルの端部を強化・保護するために使用される製品が代表的です。また、車のリモコンやテレビのリモコンなど、日常的に手に取って使用する製品にも、低圧成形品が使用されています。
低圧成形の必要性を検討されているアプリケーションをお持ちの場合、あるいはご自分の製品が低圧成形に適しているかどうかをお知りになりたい場合、より詳細な情報を入手されることをお勧めします。
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