ガラス入り樹脂の射出成形｜特性と成形のポイント

トルク精密工業では、PP＋GF・PBT＋GFなどのガラス入り樹脂（ガラス繊維強化樹脂）の射出成形に対応しています。

ガラス入り樹脂は、強度・剛性・耐熱性に優れ、金属部品の樹脂化（金属代替）にも使用される材料です。一方で、反りやウェルド強度、金型摩耗など、成形には特有の注意点があります。

自動車関連部品での量産実績をもとに、ガラス入り樹脂の特性と、射出成形で注意すべきポイントをご紹介します。金属端子とガラス入り樹脂を一体化するインサート成形にも対応し、試作検証から量産まで一貫してご相談いただけます。

ガラス入り樹脂（ガラス繊維強化樹脂）とは

ガラス入り樹脂とは、ベースとなる樹脂にガラス繊維（GF：Glass Fiber）を混ぜ込んだ複合材料です。「ガラス繊維強化樹脂」「GF強化グレード」とも呼ばれ、材料名では「PBT-GF30」のように、ベース樹脂とガラス繊維の含有率（重量%）で表記されます。

ガラス繊維を添加することで、ベース樹脂単体と比べて以下の特性が向上します。

一方で、ガラス繊維の添加により反り・ウェルド強度の低下・表面外観の悪化・金型摩耗などの課題も生じます。これらへの対策が、ガラス入り樹脂の成形品質を左右します。

ガラス繊維の含有率と特性の関係

ガラス繊維の含有率は、一般に10〜50%の範囲で設定されます。含有率が高いほど強度・剛性・耐熱性は向上しますが、成形性や外観、靭性は低下する傾向にあります。

含有率	特性の傾向	主な用途
GF10〜15%	強度・剛性が向上しつつ、成形性・外観を比較的保てる。反りも小さめ	外観部品、薄肉部品、小型ハウジング
GF30%	最も一般的な含有率。強度・剛性・耐熱性とコストのバランスが良い	コネクタ、構造部品、電装部品
GF40〜50%	高い強度・剛性が得られるが、反り・外観・成形性の課題が大きくなる	金属代替の構造部品、高荷重部品

要求性能に対して含有率が過剰な場合、材料コストや成形難易度が上がるだけでなく、反りや割れの原因にもなります。必要な強度を満たす最も低い含有率を選ぶことが、品質とコストの両面で重要です。

トルク精密工業で対応するガラス入り樹脂

トルク精密工業では、以下のガラス入り樹脂の成形に対応しています。

材料	ベース樹脂の特徴	ガラス繊維添加による効果	主な用途
PP＋GF	超軽量・耐熱性・耐薬品性に優れる。熱収縮が大きい	強度・耐熱性が大幅に向上。金属代替の代表的な材料	エンジンカバー、ファン、工業用ギヤ、ポンプ部品
PBT＋GF	電気絶縁性・寸法安定性に優れる。吸水率が低い	強度・耐熱性が向上。吸水率が低いため寸法変化が小さい	コネクタハウジング、センサー部品、モーター部品

上記以外のガラス入り樹脂についても、製品仕様を確認のうえ対応します。ベース樹脂の選定からご相談ください。

ガラス入り樹脂の射出成形で注意すべきポイント

ガラス入り樹脂は、非強化樹脂と同じ金型設計・成形条件では安定した品質が得られません。トルク精密工業では、以下の点に配慮して成形を行っています。

• 繊維配向による反り
  ガラス繊維は樹脂の流れ方向に配向し、流れ方向と直角方向で収縮率が異なります（異方性）。この収縮差が反りの原因となるため、ゲート位置・ゲート数・肉厚設計により樹脂の流れを制御し、反りを抑えます。
• ウェルドラインの強度低下
  樹脂が合流するウェルド部ではガラス繊維が配向せず、強度が非強化樹脂並みに低下します。ゲート位置の検討により、荷重のかかる部位や薄肉部にウェルドが入らないよう設計します。
• 表面外観（繊維の浮き・フローマーク）
  ガラス繊維が表面に浮き出て、光沢ムラやザラつきが生じることがあります。金型温度を高めに設定して樹脂の表面転写性を上げるなど、成形条件で外観を改善します。
• 金型・スクリューの摩耗
  ガラス繊維は硬く、金型のゲート部やキャビティ、成形機のスクリュー・シリンダーを摩耗させます。金型材質の選定や定期的なメンテナンスにより、量産中の品質を維持します。
• 繊維の折損
  可塑化時に背圧やスクリュー回転数が高すぎると、ガラス繊維が折れて強度が低下します。繊維長を保つ成形条件を設定します。
• インサート成形時の配慮
  ガラス入り樹脂は収縮率が小さいため、金属部品との収縮差は非強化樹脂より小さくなりますが、靭性が低いためクラックには注意が必要です。インサート部品の形状・予熱・成形条件を検討します。

トルク精密工業のガラス入り樹脂成形

金属部品の樹脂化（金属代替）にも対応

ガラス入り樹脂は、強度・剛性・耐熱性を活かして、ダイカストや板金などの金属部品を樹脂に置き換える「金属代替」に使用されます。

• 軽量化
  金属と比べて比重が小さく、大幅な軽量化が可能です。
• コストダウン
  二次加工（切削・めっき・塗装など）が不要になり、部品コストを削減できます。
• 形状の自由度
  複雑な形状や複数部品の一体化が可能で、部品点数・組立工程を削減できます。
• 防錆・絶縁
  腐食の心配がなく、電気絶縁性も得られます。

トルク精密工業では、プレス加工と射出成形の両方を自社で行っているため、金属のまま残す部分と樹脂化する部分を切り分け、インサート成形で一体化するといった提案も可能です。金属部品の樹脂化をご検討の際は、材料選定・形状設計の段階からご相談ください。

ガラス入り樹脂の成形事例

トルク精密工業では、以下のようなガラス入り樹脂製品の成形実績があります。

自動車関連の構造・電装部品
PP＋GF・PBT＋GFを使用した、強度・耐熱性が求められる部品の量産に対応しています。

インサート成形品（金属端子＋ガラス入り樹脂）
プレス加工した金属端子をガラス入り樹脂で一体化したコネクタ・端子部品です。

金属代替部品
金属部品をガラス入り樹脂に置き換え、軽量化・コストダウンを実現した部品です。

ガラス入り樹脂の成形に関するよくあるご相談

• ガラス入り樹脂で反りが出て困っている
  ゲート位置・肉厚設計・成形条件の見直しにより、反りの改善をご提案します。
• 金属部品を樹脂化して軽量化・コストダウンしたい
  要求強度を確認のうえ、ガラス入り樹脂への置き換えや、インサート成形による部分的な樹脂化をご提案します。
• ガラス繊維の含有率をどう決めればよいか分からない
  要求性能（強度・耐熱・寸法精度）と外観・コストのバランスから、最適な含有率をご提案します。
• 金属端子をガラス入り樹脂で一体化したい
  インサート成形をご提案します。金属端子のプレス加工から一貫して対応できます。
• ガラス入り樹脂で量産できるメーカーを探している
  自動車関連部品での量産実績を活かして対応します。量産先の変更もご相談ください。

ガラス入り樹脂の射出成形はトルク精密工業へ

トルク精密工業では、PP＋GF・PBT＋GFなどのガラス入り樹脂の射出成形に対応しています。自動車関連部品での量産実績と、金属端子のプレス加工から一貫して対応できるインサート成形により、強度・耐熱性が求められる樹脂部品の製造にお応えします。

材料選定や金属代替の検討段階からご相談いただけます。ガラス入り樹脂の成形、材料変更、量産先の変更などをご検討の場合は、お気軽にお問い合わせください。