射出成形で考えられるトップ10の欠陥と解決策
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射出成形で考えられるトップ10の欠陥と解決策
射出成形は、プラスチック部品を製造する最も一般的なプロセスの1つです。射出成形プロセスでは、さまざまなサイズ、形状、複雑さの多種多様なコンポーネントを作成できます。
射出成形部品の製造は、芸術でもあり科学でもあります。 新しい部品の大量生産に関して、小さな間違いが企業に多額の費用をかけるのを防ぐには、高度な技術的専門知識と細部への注意が必要です。
これらの要因には、プラスチック射出成形の流量、圧力、温度設定などがあります。
射出成形プロセスの欠陥が原因で発生するいくつかの欠陥を見てみましょう。
動線
シンクマーク
真空ボイド
表面剥離
溶接線
ショートショット
反り
マークを焼く
噴射
フラッシュ
動線
説明：流動線は、射出成形金型のキャビティに流れ込む溶融プラスチックの物理的な経路と冷却プロファイルの結果としてプロトタイプ部品に現れる縞、パターン、または線-一般的に色が濃い線です。 射出成形されたプラスチックは、「ゲート」と呼ばれる入口セクションを介して部品ツーリングの旅を開始します。その後、ツールキャビティを流れて冷却します（最終的に硬化して固体になります）。
原因：流動ラインの欠陥は、輪郭を通る方向を変え、金型内で曲がるときに溶融プラスチックが流れる速度の変化によって引き起こされます。 プラスチックが壁厚の異なるセクションを流れる場合、または射出速度が低すぎてプラスチックが異なる速度で固化する場合にも発生します。
救済策：
射出速度と圧力を最適レベルまで上げます。これにより、キャビティが適切に満たされるようになります（溶融プラスチックが間違った場所で冷却を開始するのを許可しません）。 溶融プラスチックまたは金型自体の温度を上げて、プラスチックが欠陥を引き起こすほど十分に冷却しないようにすることもできます。
方向と流量の突然の変化を避けるために、壁の厚さが変わる丸い角と場所。
薄い壁のあるツールキャビティ内のスポットにゲートを配置します。
シンクマーク
説明：ヒケは、完成品の内部で収縮が発生したときに、射出成形プロトタイプのより厚い領域で発生する小さなクレーターまたはくぼみです。 この効果は、地形の陥没穴に多少似ていますが、侵食ではなく収縮によって引き起こされます。
原因：ひだは、冷却時間または冷却メカニズムが不十分で、金型内でプラスチックを完全に冷却して硬化させるときによく発生します。 また、キャビティ内の圧力が不十分な場合、またはゲートの温度が高すぎる場合にも発生します。 他のすべてが等しい場合、射出成形部品の厚い部分は、薄い部分よりも冷却に時間がかかるため、ヒケが位置する可能性が高くなります。
救済策：
より適切な冷却と硬化を可能にするために、金型温度を下げ、保持圧力を上げ、保持時間を延長する必要があります。
また、最も厚い壁セクションの厚さを減らすと、冷却が速くなり、ひけの可能性が低くなります。
真空ボイド
説明：真空ボイドは、射出成形プロトタイプの表面内または表面近くに閉じ込められた空気のポケットです。
原因：真空ボイドは、多くの場合、プロトタイプの表面と内部セクション間の不均一な凝固によって引き起こされます。 これは、保持圧力が金型内の溶融プラスチックを凝縮するのに不十分な場合に悪化する可能性があります（そうすることでトラップされる空気を押し出します）。 ボイドは、正しく位置合わせされていない2つの半分の金型から鋳造された部品からも発生する可能性があります。
救済策：
成形品の最も厚い部分でゲートを見つけます。
粘性の低いプラスチックに切り替えます。 これにより、空気がより迅速に逃げることができるため、トラップされるガスが少なくなります。
保持圧力と保持時間を増やします。
金型部品が完全に揃っていることを確認してください。
表面剥離
説明：表面の剥離とは、汚染物質により部品に薄い表面層が現れる状態です。 これらの層はコーティングのように見え、通常ははがすことができます（つまり、「剥離」）。
原因：汚染物質とプラスチックが結合できないため、最終製品とは別の溶融プラスチックに侵入する異物。 それらが結合できないという事実は、プロトタイプの外観だけでなく、その強度にも影響を及ぼします。 汚染物質は、プラスチック内に閉じ込められた局所的な欠陥として機能します。 離型剤への過度の依存も剥離を引き起こす可能性があります。
救済策：
成形する前にプラスチックを適切に予備乾燥してください。
金型温度を上げます。
メルトフローの突然の変化を避けるために、金型設計のコーナーと鋭い曲がり角を滑らかにします。
離型剤への依存を軽減または排除するために、金型設計の排出メカニズムに重点を置いてください。
溶接線
説明：溶けた線は、実際には、溶融したプラスチックが金型の2つの異なる部分から流れるときに互いに出会う部分に現れる線よりも平面に似ています。
原因：溶けたプラスチックが部分的に固化したときに、2つ以上のフローフロントの不適切な結合によってウェルドラインが発生します。
救済策：
金型または溶融プラスチックの温度を上げます。
射出速度を上げます。
単一ソースフローになるようにフローパターンの設計を調整します。
粘性の低いプラスチックまたは低い溶融温度のプラスチックに切り替えます
ショートショット
説明：この用語が示すように、ショートショットは、成形ショットが不足する状況として説明できます。 これは、何らかの理由で溶融プラスチックが金型のキャビティを完全に占有せず、プラスチックのない部分が生じることを意味します。 完成品は不完全であるため、不十分になります。
原因：ショートショットは、さまざまな原因で発生する可能性があります。 ショットの不適切なキャリブレーションまたは可塑化能力により、プラスチック材料がキャビティを満たすのに不十分になる可能性があります。 プラスチックの粘度が高すぎると、すべてのキャビティを完全に占有する前に固化し、ショートショットが発生する可能性があります。 空気が閉じ込められ、逃げる方法がないため、不適切な脱気またはガス抜きのテクニックもショートショットを引き起こす可能性があります。 プラスチック材料は、空気またはガスがすでに占有している空間を占有することはできません。
救済策：
流動性の高い粘性の低いプラスチックを選択してください。 このプラスチックは、最も届きにくい空洞を埋めます。
金型または溶融温度を上げて、流動性を高めます。
ガスが金型内に閉じ込められず、適切に排気されるように金型を設計することにより、ガス発生を考慮してください。
成形機の材料供給量を増やすか、最大の材料供給量に達した場合に材料供給量の多い機械に切り替えます。
反り
説明：反り（または反り）は、成形コンポーネントのさまざまな部分に不均一な収縮がある場合に発生する変形です。 その結果、意図しない場所でねじれた、不均一な、または曲がった形状になります。
原因：通常、反りの原因は、金型材料の不均一な冷却です。 金型の異なる部分での冷却速度が異なると、プラスチックの冷却が異なり、内部応力が発生します。 これらの応力が解放されると、反りが生じます。
救済策：
冷却時間が十分に長く、部品に固定される残留応力の発生を避けるのに十分に遅いことを確認してください。
均一な壁厚で金型を設計し、プラスチックが一方向に流れるようにします。
収縮や変形が起こりにくいプラスチック素材を選択してください。 一般に、半結晶材料は反りやすくなります。
マークを焼く
説明：焼け跡は、通常は錆色の変色で、射出成形プロトタイプの表面に現れます。
原因：焼け跡は、過度の加熱によるプラスチック材料の劣化、または射出速度が速すぎることが原因です。 焼け跡は、閉じ込められた空気の過熱によっても発生する可能性があり、これにより成形部品の表面がエッチングされます。
救済策：
射出速度を下げます。
ガスの排出と脱気を最適化します。
金型と溶融温度を下げます。
噴射
説明：ジェッティングとは、射出速度のために溶融プラスチックが金型表面にくっつかない状況を指します。 流動体である溶融プラスチックは、射出成形部品の表面にジェット流の波状のひだを示す状態で固化します。
原因：溶融温度が低すぎると、溶融プラスチックの粘度が高くなりすぎて、金型を通る流れの抵抗が増加するときに、噴出が主に発生します。 プラスチックが金型の壁と接触すると、急速に冷却され、粘度が増加します。 その粘性プラスチックの後ろを流れる材料は、粘性プラスチックをさらに押し、最終製品の表面に擦り傷跡を残します。
救済策：
金型と溶融温度を上げます。
ゲートのサイズを大きくして、注入速度を遅くします。
ゲート設計を最適化して、溶融プラスチックと金型が適切に接触するようにします。
フラッシュ
説明：フラッシュは、一部の溶融プラスチックが金型キャビティから漏れるときに発生する成形不良です。 脱出の一般的なルートは、パーティングラインまたはエジェクターピンの位置です。 この押し出しは冷却され、完成品に付着したままになります。
原因：金型が十分な力（金型を流れる溶融プラスチックによって生成される対向する力に耐えるのに十分な力）で型締めされていない場合、フラッシュが発生する可能性があります。 寿命を超えた金型の使用は磨耗し、フラッシュの可能性に寄与します。 さらに、過度の射出圧力は、抵抗が最小の経路を通ってプラスチックを押し出す場合があります。
救済策：
ショット中に金型部品が閉じたままになるように、クランプ圧力を上げます。
金型が適切に維持および洗浄されていることを確認してください（または、耐用年数の終わりになったら交換してください）。
射出速度、射出圧力、金型温度、適切なガス抜きなどの最適な成形条件を採用します。
適切なツーリング設計を反復プロセスに組み込むことにより、設計プロセスで上記の多数の欠陥を防ぐことができます。 SolidworksプラスチックなどのMoldflowソフトウェアを使用すると、理想的なゲート位置を特定し、エアポケット、フローラインまたはウェルドライン、および真空ボイドを予測できます。 最も重要なことは、これらの問題の解決策を事前に設計するのに役立ちます。そのため、生産に関しては、費用のかかる欠陥を心配する必要はありません。
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