熱硬化性樹脂が車両の軽量化に重要な役割を担う

スティーブン・ムーア 2023 年 8 月 11 日

長らく衰退していると思われていた熱硬化性樹脂成形が、電気自動車（EV）の軽量化に貢献する可能性が十分にあるプロセスとして、日本の2社によって復活しつつある。 射出成形機メーカーの日成プラスチックと開発パートナーで熱硬化性樹脂のサプライヤーである住友ベークライトは、2023年8月2日から4日まで愛知県の名古屋国際会議場で社内イベントを開催し、複数の熱硬化性成形ソリューションなどを230社に展示した。 OEM やティアを含む自動車業界の企業。 トヨタ自動車とホンダの工場がある愛知県は、日本の自動車製造の中心地とみなされています。

日本では伝統的に、熱硬化性射出成形は電気分野向けの比較的小型の部品を成形するために利用されており、通常重量は 150 g 以下です。 しかし、日精樹脂と住友ベークライトは、eアクスルインバーターカバーなどの用途で1kg以上の重量を伴う部品に照準を合わせている。 バイオマス由来のフェノール樹脂を使用して、Nissei FWX760III-130BK 熱硬化性射出成形機で成形されたプロトタイプ部品の重量は 1.4 kg ですが、それにもかかわらず、従来のスチール製カバーより 50 ～ 70%、アルミニウム版より 20 ～ 50% 軽量であると報告されています。

日精樹脂の依田穂積CEOは日本のイベントでPlasticsTodayのインタビューに応じ、機械のモデル名の「760」が3,540 kN（360 kN）のクランプ力ではなく、760 x 760 mmのタイバークリアランスを指しているという事実を強調した。トン）。 「一般に、射出機は当面の用途に対して過剰な仕様になる傾向にあると感じています。成形業者は高圧で射出シリンダーに樹脂を押し込み、熱可塑性プラスチック成形の場合はより高い型締力でこれを補う傾向があります。 " 彼が説明した。 「私たちのアプローチは、N-SAPLI 低圧成形システムを使用して射出圧力を最適化し、最小限の型締力を適用することです。」

N-SAPLI 制御システムは熱硬化性樹脂成形にも適用でき、金型への液体ポリマーの流れを正確に制御することで、最終部品の精度を通常達成可能な 0.7 mm の公差と比較して 0.3 mm まで高めることができます。 「熱硬化性樹脂の射出圧縮成形にN-SAPLIを適用することで、精度0.2mmを目指しています」と依田氏は付け加えた。

住友ベークライトと日精樹脂がイノベーションを推進しているもう一つの分野は、回路基板の封止であり、これは従来、よりコストがかかり、精度も低いトランスファー成形プロセスを使用して行われていた。 この用途では、回路基板への損傷を防ぐために、低レベルでの射出圧力を正確に制御することが重要です。 「通常、射出圧力は 13 MPa 未満に制限する必要がありますが、当社の FNX110III-18AK プレスでは 6 ～ 10 MPa の範囲で圧力を制御できることが実証されました」と依田氏は述べています。

日精樹脂の液状シリコーンゴム（LSR）に含まれる3番目の熱硬化性樹脂は、バッテリーセルスペーサーや耐水性を備えた高電圧EVバッテリーコネクターへの応用の可能性を秘めている。 充電および放電中のセルの膨張と収縮を補償するバッテリーセルスペーサーに現在選択されている材料は EPDM ゴムです。

日精樹脂は社内イベントで、エルメットのドージングシステムとインラインの先入れ先出しの利点を組み合わせた独自のスパイラルプランジャーシステムを備えた型締力180トンのNEX180III-5ELM全電動プレスを展示した。プランジャーシステムの投与精度を備えたスクリュー。

将来いつか全固体電池の出現によりEV駆動システムの材料要件が変わる可能性があることを認識し、筆者は名古屋で成形されている電池セルスペーサーの代替用途の可能性を示唆した。 彼はシンガポールの拠点に持ち帰るサンプル 2 つを正式に受け取り、現在それらを耐熱プレースマットとして使用しています。

編集者注：この記事の著者であるスティーブン・ムーア氏は、日精樹脂の社外取締役です。