射出成形：最も重要なプロセスパラメータがあるか

私は最近、成形プロセスの基礎である科学的原則を完全に無視して、私から深刻な感情反応を引き起こした質問をしました。 私にとって、「成形プロセスの最も重要なプロセスパラメータは何ですか？」という疑問は、私の子供のどちらが私がもっと愛しているかを聞くことに似ています。 最初の反応は、私が（幸いなことに）言葉遣いから守ることができました：「あなたは私のことを冗談か？」

少しの背景：私は主要医療メーカーのグループと会い、射出成形医療プロセス検証と科学的射出成形の原則について議論しました。 ですから、特に業界の医療面の誰かによって、どのパラメータが最も重要かを尋ねるには、驚くべきことではありませんでした。

医療市場では、成型プロセス自体が本質的に顧客仕様であり、部品の寸法として製品を出荷する上で重要であると考えて、私はこのタイプの質問を期待していませんでした。

同じパーツを塗りつぶすことができない場合は、同じパーツをパックすることができないため、Cpkの値は極端に低くなります。

医療機関であろうと製薬企業であろうと、顧客は通常、実行した製品が検証中に確立されたプロセス制御限度内で成形されたという証拠を示すことを要求します。 私は、OQや操作資格は、成形プロセスが開発されるIQ / OQ / PQプロトコルの段階であり、PQ（Performance Qualification）は上限と下限の制限値を設定すると主張しますが、それは別の記事です。

この会話は、このコラムのモチベーションであり、いくつかのプロセスパラメータのポイントを「最も重要」と主張し、実際に「最も重要な」プロセスパラメータがあるかどうかを判断するのに役立つと考えました。 射出成形プロセスのすべての出力が重要であることを非常に明確にした後、私が躊躇していた答えよりもはるかに良い場所。

• フィルバランス ： フィルバランスは技術的にはパラメータではなく、実際には多くのパラメータの出力であることを豊富に明らかにしました。 つまり、何かを選ぶ必要があれば、プロセスの開発の出発点の1つに、塗りつぶしのバランスがあります。

私は「フィル・バランスをコントロールする上で最も重要なパラメータは何ですか？」と私の反応は「本当ですか？」と言いました。文字通り何百もの変数がフィルバランスに影響を与える可能性があります。 熱力学、研削材の割合、型の寸法、せん断のいずれであっても、これらの1つを他よりも重要なものとして選ぶことは不可能です。

しかし、バランスの取れた充填が重要であること、さらに重要なことには、不均衡な充填が、特に1.33のCpkおよびPpk数に達する医療要件に関して、部品の品質および寸法の再現性に与える影響について議論することができます。 1.67であった。 医療用成形産業における寸法仕様のCpkは、単に1つのキャビティと別のキャビティとの比較である。 それで、キャビティ1から32キャビティ型のキャビティ32までのバリエーションを決定するのに役立ちます。 この観点から、充填バランスは絶対に重要です。 同じパーツを塗りつぶすことができない場合は、同じパーツをパックすることができないため、Cpkの値は極端に低くなります。

第1段階で充填される空洞は、これらの空洞内の粘度が非常に高くなるため、より少なく充填される。 塑性流動の基本的なルールを忘れないでください。プラスチックは、最も抵抗の少ない方向に流れます。 私たちが2キャビティ型を持ち、1キャビティが最初のステージで一杯になり、もう1キャビティが80パーセントいっぱいになると、最も抵抗の少ないパスが完全に満たされないキャビティになります。

バランスのとれた充填は、各キャビティが同じ時点で充填されパックされることを保証する。 それは各キャビティが同様のプロセス条件を経験していることを保証する。 それはプロセスが構築される基本的なものなので、重要性は自明ですが、それを「最も重要な」パラメータと呼ぶことはまだ難しいです。

• 充填時間 ：最も重要なプロセスパラメータは充填時間です。 私はもう一度明確にしましょう。これは設定点ではない出力です。 単語パラメータは「特定の状況に対して値が選択される量」として定義されます。充填時間を選択しますが、機械パラメータを調整することで行います。 多くの私たちが採用している成形の基本は、プロセスの成果に焦点を当てています。

多くのパラメータがプロセス出力に寄与していることを考慮すると、「最も重要なパラメータは何か」という前提は疑問です。 充填時間がプロセスの基礎であり、それを確立するために使用された多くの実験があると言う多くの成形機があります。

私は、通常、プロセスの充填時間を特定する前に、レオロジー、粘度直線性、充填バランス、機械のばらつきに関する研究を行います。 私は記入残高を言ったのですか？ やった。 フィルバランスはフィルレートの影響を大きく受け、インジェクションの速さや遅さに応じて変化します。

射出成形プロセスは接続されたプロセスであり、複数の変数とパラメータが相互に直接的または間接的な影響を及ぼすことを意味します。 射出成形プロセスが単離され、他のものに影響を与えることはほとんどありません。

充填時間があると、一部のプロセッサではより少ない数の実験が完了し、一部のプロセッサではリストに追加される可能性もあります。 充填時間がどのように特定されているかにかかわらず、その金型または部品の寿命を通して同じ充填時間を維持することが重要です。 充填時間を維持すると、分子配向等価性が確保され、充填が一貫して実行されるようになります。 一貫して走って走ると、一貫した収縮、せん断速度、および充填バランスに寄与します。

繰り返しますが、部品がどのように縮小するかに影響するいくつかの変数がありますが、私は1つを指しています。 私たちの業界には、充填時間が堅牢なプロセスの基礎であると言う多くの専門家がいますが、それは本当に最も重要ですか？

私たちが "繰り返し時間を確保するためには何が必要なのですか？"と尋ねると、答えは正しい噴射圧力です。 そう。 それは噴射圧力が最も重要なパラメータであることを意味しますか？

• インジェクション圧力 ：インジェクション圧力は反復可能なプロセスにとって重要です。このアウトプットには多少の変動が予想されますが、圧力が不十分であれば、パーツ品質に致命的となる可能性があります。

圧力制限プロセスは、材料の粘度の変化に基づいて調整する能力が欠けています。 材料の粘度が使用可能な機械圧力を超えて上昇すると、圧力曲線が急激に平坦になり、充填時間が長くなります。 マシンがV-to-P転送ポイントに当たるのに時間がかかります。 これが引き起こす可能性のあるいくつかの欠陥があります。特に短ショットやアンダーフィルがあります。

多くのパラメータがプロセス出力に寄与していることを考慮すると、「最も重要なパラメータは何か」という前提は疑問です。

Scientific MouldingやDecoupled Mouldingについて言及するときは、実際に速度制御の第1段階を指していますが、達成するために必要な圧力に限界がある場合、その速度を完全に制御することはできません。

私はいくつかのプロセッサを知っていますが、プロセス監視に関しては注入圧力を無視しています。「制限されていなければ、それは重要なプロセス出力ではない」と考えています。

私はバリエーションを見たいと思っていることに同意しますが、どれくらいのものがあり、それがなぜ重要なのでしょうか？ あまりにも多くのバリエーションは、検証実行中に確立された "通常の"バリエーションの外にあるものだと私は言います。 製品および顧客の仕様によっては、検証中にプロセスに挑戦して粘度変化を模倣することが重要です。 たとえば、仕様でリグラインドを実稼働環境に追加できる場合は、プロセスの検証中にregrindで実行を含める必要があります。

ベースラインを取得してプロセスの標準偏差を特定したら、ピーク注入圧力の変動がそのベースラインを超えると、その理由を理解することが重要です。 私はあなたがすぐにこの製品を拒絶すべきではないと言っています。私は、この製品を見直す必要があり、さらに重要なことに、追加されたバリエーションがどこから来ているのかを特定しなければなりません。

キャビティ圧力 ：成形機が毎年キャビティ圧力トランスデューサとそのプロセスを監視して制御するための機器を追加するのに費やす何百万ドルを考えると、キャビティ圧力は重要な出力でなければなりません。 キャビティ圧力に基づいて各キャビティをパックする能力、またはキャビティ圧力によってV-Pトランスファーを制御する能力を有することにより、部品からショットへの寸法安定性が提供される。 投資は相当なものですが、利益は実証されています。 つまり、すべての製品にこの技術が必要というわけではありません。

あなたが自動車製造者であり、クラスAの表面製品を成形している場合、空洞圧力の管理限界内で動作する部品でさえ、視覚的欠陥のため許容できない場合があります。

熟練した、意欲的で、適切に訓練された労働力を確保することは、最終的にお客様に送られる製品の品質を決定するものです。

キャビティ圧力トランスデューサは、あなたのテクスチャに傷や錆の部分があるかどうかを知らせません。 適切に設定されていれば、ショーツとフラッシュを監視できます。 キャビティ圧力トランスデューサは、物質の流れに関係しない視覚的欠陥を捕捉しない可能性がある。

キャビティ圧力トランスデューサが正しい位置に設置されている場合、ピークキャビティ圧力は高度な制御とモニタリングを提供します。 キャビティ圧力トランスデューサの最大の利点は、キャビティ圧力出力でさえないということです。 キャビティ圧力変換器からの冷却速度出力は、プラスチックが変換器から収縮する速度を提供する。 これは、各実行時に水が同じ速度で冷却されていることを成形者に安心させることができる。 だから、キャビティ圧力の議論は実際にはキャビティ圧力トランスデューサの議論になるかもしれない。

しかし、この技術に投資することはできないが、データ駆動の科学的成形機であるので、そこには多くの成功した成形機があるので、それは取るのが難しいだろう。

• パラメータとしての人々 ：私たちのような接続されたプロセスにとって「最も重要なパラメータ」を特定しようとすることは絶対不可能です。 最も重要なパラメータもなく、最も重要な機器もありません。 しかし、「最も重要な」重要なリソースが1つあり、それがチームメンバーです。

技術者からオペレーターまで、あなたの人々は誰よりも、最も重要です。 プロセスの開発、プロセスのコントロール、技術について議論しているかどうかにかかわらず、その仕事を築いている人が成功に最も影響します。 熟練した、意欲的で適切な訓練を受けた労働力を確保することは、最終的にお客様に送られる製品の品質を決定するものです。

あなたが設備に投資する以上に多くの人に投資することは、安全で成功した射出成形プロセスにとって非常に重要です。 これを次のように考えてください。充填時間が最も重要なプロセスパラメータであり、厳しい制御限界を適用すると言えば、誰かがそれらの制御をオンにする必要があります。

誰かがコントロールをオンにする方法だけでなく、装置が正常に機能しないときにトラブルシューティングを行う方法を理解する必要があります。 私たちの業界のトレーニングの多くは、エンジニアリングやプロセス開発のスキルに重点を置いていますが、モールドやセットアップの技術者やオペレータのためのトレーニング実習はまだ行っていません。

他の熟練した取引と同様の基準と、技術チームメンバーの明確なキャリアパスが必要です。 私は射出成形で長年を費やし、あらゆる種類の装置で作業し、それらを監視するプロセスとシステムを開発しました。 これらのシステムは、十分に訓練された技術者を置き換えることはできません。 その代わり、顧客に最高の効率と品質を提供するために必要なツールを提供します。 1つは他と独立していません。 射出成形プロセスのように、私たちのリソース（機器とチームメンバー）は接続されたプロセスであり、成形機はそれらを分離することができません。