注塑成形技術と自動化の融合生産

東莞市裕坤電子科技有限公司は電子部品の精密加工分野に深く根を張っており、主にコネクタ、絶縁ベース、電子封止部品などの部品の注塑加工を手掛けています。業界には、埋め込み部品の位置ずれが大きい、注塑時の溶着不良率が高い、手作業による取出し効率が低い、ロットごとの品質が不安定などの課題があります。消費電子や車載電子の高品質納品要求に対応するため、同社は注塑工程を最適化し、軽量化された自動化ラインの改造を導入することで、工程・設備・品質検査の一体化連動生産を実現しています。東莞の地元サプライチェーンの利点を活かし、小ロット多品種と大ロット量産の2つの注文生産モードに対応し、フレキシブルな生産能力と標準化された品質管理要求を両立させ、従来の注塑加工の知的化不足を補完しています。

一、生産上の課題

従来の半自動ラインでは、金属PINインサートの配置や成形品の手動取り付けに人手を頼っていたため、一方ではマイクロ部品のインサート位置精度が不十分で、成形後の偏心や欠胶不良率が7.2%にも達し、他方では人手による作業リズムが不安定で、成形冷却のサイクルが制御できず、生産能力に制限があった。また、車間の人件費が年々上昇し、大量注文の納期基準を満たすことが難しくなっていた。さらに、人手による操作では指紋や油汚れがプラスチック製品に付着しやすく、外観上の欠陥を引き起こし、顧客からの返品や苦情の頻度が高く、会社のハイエンドビジネスの拡大を制約していた。

二、プロセス+自動化改造方案

裕坤電子は電子部品の薄壁・高精度特性に合わせて、注塑成形パラメータを最適化：保圧分段プロセスを細分化し、金型温度制御曲線を最適化し、金型内切断プロセスを組み合わせることで、後工程のバリ取り工程を省く。同時に、サーボ注塑機と三軸立型ロボットを搭載した軽量化オートメーションユニットを構築し、ビジュアル位置合わせシステムと出荷前自己検査モジュールを装備。大規模な技術改造投資を回避し、工場内の既存注塑設備を再利用することで、現有生産資産を最大化して有効活用し、アップグレードのハードルを下げている。

生産プロセス：自動フィーダーでプラスチック原料の除湿、正確な供給を行う→ビジョンカメラで金属インサートの位置合わせ→ロボットアームでインサートを正確に取り出し精密金型に挿入→閉ループ温度制御で段階的な注塑成形を実行→金型を開けた後ロボットアームで同時に取り出す→自動的にゲートを切断＋外観寸法のAI再検査→良品を自動的に収納・入庫、全工程に人工の介入不要。

三、実施効果

今回の改造は電子部品の精密加工ニーズに合わせ、既存の生産設備を大幅に交換せず、改造コストも制御可能である。改造完了後、部品の注塑不良率は1.5％以下に低下し、金型挿入の位置合わせ精度は±0.02mmに向上した。単一ラインの生産能力は38％向上し、現場作業員は60％削減された。製品の一貫性が大幅に向上し、車載電子部品の受入検査に合格、納期を効果的に短縮した。生産コスト、加工品質、納期効率のバランスを取ることで、中小規模の電子加工企業が注塑プロセスのスマート化アップグレードを低コストで実現するためのアイデアを提供した。