シリコーン製品に磁石を埋め込む3つの技術的課題

ドイツの顧客が遭遇したバッテリーキャップの問題

2025年1月、ドイツのエネルギー貯蔵装置メーカーから緊急の連絡がありました。彼らは特殊なシリコンを探していました。 バッテリー端子キャップ 次世代バッテリーキャビネットの供給を依頼しました。しかし、以前のサプライヤー3社は技術的な問題を解決できませんでした。クライアントはメールの中で、このプロジェクトは他のサプライヤーと6ヶ月間開発を続けてきたものの成果が出ず、これが最後のチャンスだと述べていました。問題が解決しない場合はプロジェクトを中止するとのことでした。

この問題に対処するため、私たちはすぐにエンジニアチームを招集し、クライアントとのビデオ会議を行いました。ビデオ会議中、クライアントは既存のバッテリーキャップの欠陥を実演し、その解決策を共有しました。 3Dデザイン ファイル。エンジニア、生産管理者、材料サプライヤー、磁石技術者による共同分析の結果、3つの重要な課題が明らかになりました。

3つの重要な課題

課題1：高温加硫と磁石の減磁の矛盾

シリコーンは160～200℃で加硫する必要がありますが、一般的なネオジム磁石（N52/N54など）は80℃を超えると磁力を失い始めます。Rubber World 2023の統計によると、磁石を内蔵したシリコーン製品の32%が高温による減磁により故障しています。

課題2: ±0.1mmの精密位置決め

シリコーンの加硫工程では磁石がずれる傾向があり、磁極のずれ、接着ムラ、配置の不均一化などを引き起こします。シリコーン製品では、0.1mmの誤差が重大な不具合につながる可能性があります。例えば、ある医療機器メーカーは、0.3mmの磁石のずれがセンサーエラーを引き起こしたため、バッチ全体をリコールしたことがあります。

課題3：柔らかさと機能性のバランス

硬すぎるシリコン（ショアA硬度70～80） バッテリーキャビネットのポートに挿入するのが難しく、破れやすく、一度無理やり押し込むと取り外せなくなります。

柔らかすぎるシリコン（20～30ショアA）：構造的支持が不十分で、変形により磁石がずれる。

ソリューション

バッテリーキャップの上記の 3 つの問題を分析した結果、Grandshine は次のような解決策を講じました。

プロセスイノベーションによる「高温デッドロック」の克服

磁石素材のアップグレード: 従来の N35 磁石からニッケルメッキの N54UH 磁石 (定格 ≤150°C) に切り替え、生産中に非磁化ブランクを使用することで、32% から 2% までの不良率を削減しました。

磁化後のプロセス： 磁石は成形時に非磁化状態で埋め込まれ、加硫後にのみ磁化されるため、高温による減磁のリスクがありません。

デュアルステージツールで0.01mmの精度を実現

一次金型: 油圧ロック + 赤外線キャリブレーションにより、±0.05mm の磁石位置決め精度が保証されます。

精密金型: モジュラー加硫設計により、収縮や変形がなくなります。

AIを活用した品質管理: AI モデルと組み合わせた座標測定機 (CMM) は、±0.01 mm の許容誤差でバッチの一貫性を検証します。

黄金のバランス：40ショアAシリコーン

5種類のシリコン配合（ショアA硬度30～80）をテストした結果、次のことがわかりました。

一連のテストを実施した結果、最適なシリコン硬度は40ショアAであることがわかりました。 難燃性シリコンは、挿入力（≤5N）と 保持力（≥15N）に加え、補強リブ設計を全体に施しました。 バッテリーキャップ全体を保護し、縦方向の引き裂き強度を確保しながら潰れを防止します。

3つの課題をすべて解決した後、私たちは T1サンプル ドイツのクライアントに。彼らの フィードバック：「あなたは複雑で難易度の高い製品を解決する専門家です！」プロジェクトは 承認されました。

業界向けのユニバーサルソリューション

医療用シール、工業用衝撃吸収部品、消費者向け製品の設計など、 エレクトロニクスでは、これらの方法論が適用されます。

磁石の消磁: 後磁化＋耐高温磁石（例：SmCo）、磁化強度は3,000ガウス以上。

シリコン収縮率: モジュール式セグメント加硫＋真空圧成形、厚さ 許容差は±0.3mm以下。

柔らかさと機能のバランス： 反発曲線の動的機械分析 (DMA)、挿入/抽出力比 = 1:3～1:5。

スマートウェアラブル、医療機器、 ペット用品、家電製品、そして 再生可能エネルギー セクター、 磁石とシリコンの融合は技術の限界を押し広げています。Grandshineでは、 私たちの取り組みは技術だけにとどまらず、0.01mm単位の精度にまでこだわります。

柔軟な材料における磁石の位置決め不良、シリコンの硬度と機能性の矛盾、過酷な環境における材料の安定性の問題などの課題に直面している場合は、 グランシャイン エンジニアリングチームがプロフェッショナルな生産サービスを提供いたします。新製品の設計が必要な場合は、Grandshineが設計から生産まで包括的なサプライチェーン管理サービスをご提供いたします。ぜひご一緒にお仕事を始めましょう。