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低圧注入（RIM）材料の機械的特性ガイド

序文

低圧注入（RIM）プロセスで製造される部品は、見た目の美しさだけでなく、より重要な点として、最終製品の機械的特性をシミュレートし、効果的な機能・構造検証を行う必要があります。様々なRIM材料の硬度、強度、靭性の違いを理解することは、部品が試験要件を満たすために不可欠です。この記事では、一般的に使用されるRIM材料の主要な機械的特性について説明します。

各種RIM材料の機械的特性の詳細な説明

まず、低圧注入で使用されるすべてのPU（ポリウレタン）材料は、体積収縮率が非常に低く、通常0.1%～0.6%です。これにより、大型部品であっても高い寸法精度で複製できます。

硬質プラスチック（ABS/PCのシミュレーション）
これは最も標準的なハードプロトタイピング材料であり、ABSやPCなどのエンジニアリングプラスチックのシミュレーションに使用されます。硬度は約Shore D75～D80で、優れた表面耐傷性を備えています。約45～65MPaという優れた引張強度は、ほとんどのハウジングおよび構造部品の強度検証要件を満たすのに十分です。破断伸びは6～15%で、硬く、かつやや強靭な性質を示します。

強靭プラスチック（PP/PEを模倣）
このタイプの材料は、PPまたはPEの強靭性を模倣できることが特徴です。硬度は比較的低く（ショアD60～D70程度）、引張強度も比較的低い（25～40MPa）ものの、破断伸びは20～100%と大幅に向上しています。そのため、曲げや繰り返しの折り曲げに耐える必要がある構造部品の試作に最適です。

高剛性/耐熱プラスチック
より高い強度が求められる場合は、ガラス繊維または鉱物繊維を添加したPU配合を選択できます。この材料の硬度はショアD80～D85まで高めることができ、それに応じて引張強度も50～80MPaまで増加します。しかし、その分靭性は低下し、破断伸びは3～8%に低下するため、典型的な硬質材料となります。

主要概念

ショア硬度：材料のへこみに対する耐性を表す指標。ショアDは硬質プラスチックに使用され、値が高いほど材料の剛性が高いことを示します。
引張強度：材料が破断するまでに耐えられる最大応力（力）を指します。値が高いほど、材料の強度が高く、破断しにくいことを示します。
破断伸び：破断時の長さの増加率を指します。この値は靭性を直接反映しており、値が高いほど曲げに対する耐性が高く、脆性破壊しにくいことを示します。

結論

リム射出成形（RIM）は、高強度で強靭なものから高剛性のものまで、幅広い性能オプションを提供します。プロジェクトの早い段階で、製品の機能要件に基づいて、耐衝撃ハウジング（標準ハード PU）または耐屈曲クリップ（タフ PU）など、最も適切な材料を選択して、最もコスト効率の高い設計と機能検証を行うことができます。