射出成形事例研究：防水制御ボックス設計におけるABS樹脂とPC樹脂の選択プロセス

LVMAは、屋外用防水電気制御ボックスの製造を受注しました。この制御ボックスは屋外配電システムの重要な構成要素であり、過酷な環境条件から繊細な電気部品を保護するために、高い寸法安定性、優れた耐候性、そして信頼性の高い密閉性能が求められます。

初期材料選定における課題

製品設計の初期段階で、お客様はコスト効率が良く加工しやすいという理由から、標準ABS樹脂を制御ボックスの設計に使用しました。当社のエンジニアはお客様の要求に基づき、厳格な試験を実施しました。長期間にわたる紫外線試験、温度試験、湿度試験の結果、ABS樹脂部品に黄変、劣化、ひび割れが見られました。

顧客のエンジニアリングチームは、屋外用途で最適な性能を実現するには、より厳しい環境条件に耐えつつ、適切なシーリング性能に必要な精密な公差を維持できる材料ソリューションが必要であることを認識した。

材料試験および評価プロセス

材料性能がお客様の最大の関心事であることを認識し、当社のエンジニアリングチームは試作ツールを用いて様々な熱可塑性樹脂の選択肢をテストする包括的な材料比較研究を開始しました。これにより、設計エンジニアは性能特性を迅速かつ効果的に評価できるようになりました。

高衝撃性ABS樹脂： 耐候性添加剤を配合した改良型高耐衝撃性ABS樹脂を試験しました。これにより標準的なABS樹脂よりも性能は向上しましたが、紫外線劣化や温度特性は、10年間の屋外使用寿命という厳しい要件を満たしていませんでした。

ポリカーボネート（PC）： そこで、当社のエンジニアリングチームはポリカーボネート（PC）の試験を推奨しました。このエンジニアリング熱可塑性樹脂は、幅広い温度範囲で優れた耐衝撃性、優れた耐紫外線性、そして抜群の寸法安定性を備えています。PC本来の強靭性と透明度保持力は、長期的な屋​​外耐久性が求められる用途に最適です。

PCが選ばれた主な理由となる利点は以下のとおりです。

• ● -40℃から+120℃までの優れた耐衝撃性
• ●優れた耐紫外線性を持ち、経年変化による変色も最小限です。
• ●優れた寸法安定性により、安定したシール性能を実現
• ● PCは優れた難燃性を持ち、電気用途のシナリオに適しています
• ●優れた電気絶縁特性

性能検証と結果

お客様は、当社のPC射出成形制御ボックスに対して、促進耐候性試験、熱サイクル試験、耐衝撃性評価などを含む広範な耐久性試験を実施しました。その結果は期待を上回るものでした。

• ●耐紫外線性：2000時間の促進耐候性試験後、色の変化は2％未満
• ● 耐衝撃性能：-30℃の衝撃試験で亀裂なし
• ●寸法安定性：温度範囲全体にわたって寸法変化が0.1%未満
• ● シール性能：シーリングゴムリングにより、あらゆる環境試験においてIP67レベルを維持します。

初期コスト管理と加工性の観点からは、ABS樹脂は要件を満たしています。しかし、過酷な屋外環境下では、PC樹脂の特性の方がお客様のニーズにより合致しています。今回の製品サンプルはお客様にご検査いただき、素材選定に大変ご満足いただけたため、その後の協力関係は非常に円滑に進みました。

複雑な材料選定の意思決定をサポートしてくれるパートナーをお探しの方、あるいは高度な射出成形技術を通してデザインビジョンを完全に実現したいとお考えの方は、ぜひ当社にご相談ください。お客様のプロジェクトを前進させるお手伝いをいたします。次のプロジェクトを始めるには、今すぐ当社のエンジニアリングチームにご連絡ください。