真空成形
加熱軟化させたプラスチックシート材を型の上に置き、シート材と型の間の空気を抜き、大気圧でシート材を型に密着させ成形する方法である。型は雌型または雄型だけの一方でよく、製作は簡単であるが、空気が漏れないようにするため、シート材と型の間を締め付ける必要がある。また、雌型成形をストレートフォーミング、雄型成形をドレープフォーミングとも呼ぶ。熱成形法ではもっとも一般的な方法で、自動車用としては、インスツルメントパネルパッド、ドアトリム、フェンダーシールドなどの部品加工に使用される。インジェクションなどに比べると形状の安定性、賦化性(精度)に劣る。
真空成形
真空成形とは、熱可塑性プラスチックの薄板を材料として食品のパック容器など、薄物の成形を行う方法である。
真空成形の手順は、まず材料の樹脂薄板を金型に載せてクランプで固定し、ヒータで加熱して軟らかくした後、あらかじめ金型内にあけられている小穴から真空ポンプで空気を抜いてプラスチック板を金型に吸着させて成形を行う。樹脂は冷却後固化するのでポンプ作動を止めて製品を取り出すと、板の厚みを残したまま、密着させられた金型の形に成形される。この方法では、プラスチック板は金型に取り付けられたままで可塑化、成形、硬化の工程が行われる。
真空成形で用いられる材料は、シートやフィルムなど薄い板状にあらかじめ成形されたプラスチックであり、平板の状態で印刷が行えるため、コストを抑えることができる。また工程がシンプルであり高速生産が可能なため大量生産品に向く成形方法である。
真空成形はケースやトレーなど日用品の成形に良く用いられるが、機械部品や、大きい物としては看板の成形など広く利用されている。
適している分野・使用事例
バキュームフォーム
バキュームフォーム（英語：vacuum forming）は、薄い熱可塑性樹脂の板を熱して軟化させ、木などで出来た元型に密着させて成型する手法である。直訳すると「真空成型」となる。
バキュームフォームを行うための機材は、樹脂板を熱するヒーター、樹脂板をセットする枠、元型を置く台、空気を吸引するための真空ポンプから成る。元型を置く台には無数の小穴が空いており、その下に真空ポンプから導かれた吸引ダクトが装着されている。まず、枠に樹脂板をセットし、ヒーターをかぶせて熱する。樹脂板が軟化したらヒーターを離し、元型を乗せた台の上に枠をかぶせ、真空ポンプを作動させて枠と台の間の空気を抜き、元型に吸着させる。樹脂板が冷えて再び硬化したら元型からはがす。こうして元型と同じ凹凸がついた樹脂板が出来上がる（玉子のパックや、縁日のお面を想像するとどのようなものか解りやすい）。
以前は型の製造には手作業で木型を製造したり数値制御工作機械で型を削り出したり電鋳で型を製造していたが、近年では3Dプリンタも型の製造に導入されつつある[1][2]。
雄型を使う場合を雄型成形（ドレープフォーミング）、雌型を使う場合を雌型成形（ストレートフォーミング）と言う。雄型を使用する場合には外側を加圧する。一方、雌型を使用する場合には型に吸出し用の孔を設置して減圧する事で軟化した素材を型に密着させる。雌型を使用する場合、表面のモールドを細部まで再現できる。
模型分野では、RC（無線操縦）では模型自動車ポリカーボネート製のクリアボディや模型船の船体や模型飛行機の製造等に使用され、スケールモデルでは主に欧米の小規模な模型工房が、スチレン樹脂を使用してプラモデルとして商品化されないマイナーな飛行機などのキットを作る事に利用した。
例えば飛行機なら、胴体の右側、左側、翼の上面、下面の元型を作り、それをバキュームフォームする事で、キットがひとつ出来上がる。ただし、原理上、雄型による成形では表面に細かい凹凸のあるものは再現しにくく雌型による成形の場合には表面のモールドを細部まで再現できるものの、成型品自体は単に凹凸のついた板に過ぎないので、うまく切り抜き、隙間や段差なく貼り合わせるには相当の技量を要する。張り合わせるときには間に薄いプラ板を挟み、切り代と共に接着してから切り代をやすりで削って整形する。また、細い棒状の部品も作りにくく、そういった部分は自作する事を要求される。他に透明度の高い塩化ビニルやポリエチレンテレフタラートが飛行機のキャノピーや自動車模型の窓の製造に利用される。
日本では、ガレージキットの創生期にこの手法で作られたものがあった。現在でも少数ながら生産されている。真空ポンプを用いずに、軟化させた樹脂板を元型に押しつけるだけで成型する手法は「ヒートプレス」と呼ばれ、バキュームフォームとは区別されている。
近年は穴が多数あけられた吸出し装置の上に原型を置いて下部から掃除機で吸い出す方法の減圧成型式装置が東急ハンズ等で販売されている。また、加圧側を大気圧だけでなく積極的に加圧する方法もある。
関連項目
脚注
外部リンク
- Vacuum Forming Guide w/ Pictures
- Instructables: Make a Good, Cheap, Upgradable Sheet Plastic Vacuum Former
- Vacuum Forming Process Description
- Fabrication Guide for Polycarbonate
- A Vacuum Forming Guide
- Workshop Publishing
- 概要
- 製造装置
 | この項目は、工学・技術に関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています（Portal:技術と産業）。 |
眞空成形と同じ種類の言葉
- 眞空成形のページへのリンク
