射出成形の欠陥と解決策

射出成形金型ing is a manufacturing process that produces parts from thermoplastic and thermoset polymers.

Plastic Injection molding is used to make a wide variety of products, from small individual parts to large, complex assemblies. The custom plastic injection molding process is versatile, but it is also prone to defects.

The phenomena and solutions of various defects in injection molding refer to the phenomena of cracking, underfilling, wrinkling and pockmarking, shrinkage pits and overflowing edges of plastic products in injection molding, and the corresponding solutions.

このブログでは、プラスチック成形部品によく見られる射出成形不良の原因をプラスチック成形工程別に分析し、それに基づいた成形不良の解決方法を提案する。 射出成形 プロセスがある。

クラッキング

クラッキング はプラスチック製品に多く見られる欠陥で、主な原因は応力変形によるものである。主に残留応力、外部応力、外部環境による応力変形があります。

A.残留応力による割れ
残留応力は、主に次の3つのケース、すなわち過充填、離型、メタルインレーによって引き起こされる。

過充填の場合のクラッキングのように、解決策は主に以下の点にある。

(1)ストレートゲートの圧力損失が最も小さいので、ストレートゲート近傍で主に亀裂が発生する場合は、多点分配ポイントゲート、サイドゲート、シャンクゲートの使用を検討する。

(2)樹脂が分解劣化しないことを前提に、樹脂温度を適切に上昇させることで、溶融粘度を下げ、流動性を向上させ、射出圧力を下げて応力を下げることができる。

(3)一般に金型温度が低いと応力が発生しやすく、適当に温度を上げる必要がある。しかし、射出速度が速い場合は、金型温度が低くても応力の発生を抑えることができる。

(4)射出・保持時間が長いとストレスも発生するので、適度に短くするか、あるいは、射出・保持時間を長くする。 Th 時間保持圧切り替え。

(5) AS樹脂、ABS樹脂、PMMA樹脂などの非結晶性樹脂は、ポリエチレン、ポリホルムアルデヒドなどの結晶性樹脂に比べて残留応力が発生しやすいので注意が必要です。

離型して押し出す際、離型勾配が小さい、金型型ゴム、金型粗さが凸のため、押し出す力が大きすぎて応力がかかり、時にはロッドの白化や破裂現象周辺の押し出しにもつながります。ロックの亀裂箇所を注意深く観察することで原因を特定することができます。

B.外部応力によるひび割れ
ここでの外部応力は主に無理な設計と応力集中によるもので、特に鋭角部には注意が必要だ。

C.ひび割れによる外部環境
化学薬品、吸湿による水劣化、再生材の過剰使用は、物理的な劣化やひび割れの原因となる。

過少申告

充填不足の主な理由は以下の通り：
(1) 材料バレル、ノズル、金型の温度が低い。

(2) 充填量不足

(3)樽の中の材料が多すぎる。

(4) 射出圧力が小さすぎる

(5) 射出速度が遅すぎる

(6)ランナーとゲートのサイズが小さすぎる、ゲートの数が足りない、カッティングゲートの位置が適切でない。

(7) キャビティの排気不良

(8) 注入時間が短すぎる

(9) 注入システムの遮断

(10) プラスチックの流動性が悪すぎる。

改善策としては、主に以下の点から着手することができる：
(1) 射出時間を長くして、成形サイクルが短すぎてゲートが硬化する前に樹脂が逆流し、金型キャビティへの充填が困難になるのを防ぐ。

(2) 射出速度を上げる

(3) 金型温度を上げる

(4) 樹脂温度を上げる

(5) 噴射圧力を上げる

(6) ゲートのサイズを大きくする。一般的に、ゲートの高さは製品の肉厚の1/2～1/3程度にする。

(7) ゲートを製品の最大肉厚に設定する。

(8) 排気溝（平均深さ0.03mm、幅3～5mm）または排気ロッドを設定します。小さいワークの場合はより重要です。

(9) スクリューと射出ノズルの間に一定（SMM程度）の緩衝距離をとる。

(10) 低粘度グレードの材料を使用する

(11) 潤滑油を加える

粘着性の金型

In the production process of injection molding, sticky mold conditions can be said to occur frequently, this problem is relatively troublesome to solve.

ひとたびこのような事態が起きると、製品を金型から取り出すために多くの人手と材料が必要になるだけでなく、通常の生産効率にも影響を及ぼし、必ずコストアップにつながる。

一般的に、ベタベタしたカビの問題は、事前に予防する方法を主体として、ベタベタしたカビの発生を防ぎます。

一般的な粘着性カビの原因分析
(1）悪い研磨、例えば、粘着性のフロント金型は、主にフロント金型の良い研磨よりもバック金型の研磨に起因するものであり、生産工程で金型トライアル金型が直接フロント金型で粘着性。

(2）離型勾配の不合理な設計、理論的には前金型の離型勾配は後金型よりも大きく、離型勾配は逆に置くと、前金型が製品に粘着する可能性もある。

(3)金型が開くと真空状態になり、製品が前または後ろの金型に直接吸い込まれ、正常に離型できない。

(4)金型作動開始時の金型温度が低すぎ、金型への製品のクランプ力が大きすぎる。

その理由によって、我々は粘着性のカビの問題の発生を防ぐために良い予防措置を与えることができ、主な予防措置は次のとおりです。:

(1)研磨不良による金型のベタつきを防ぐため、金型の内膜を再研磨する。

(2)裏型に粘着性のある型が多い製品は、離型の勾配を大きくするが、製品の加工による。

(3)金型を開いたときに前金型に真空がある場合は、真空の影響をなくすために前金型を排気する。

(4)製品の構造上、金型温度が必要な場合は、金型トライを開始するときに金型温度を上げ、金型の初期温度が低すぎることによる製品パッケージのベストエフォートへの影響を軽減する。

収縮ピット

製品ピットの収縮の主な理由は以下の通り：
(1）添加量不足

(2）材料温度が高すぎる

(3）製品の肉厚との差が大きすぎる。

(4）射出・保圧時間が短すぎる。

(5）射出圧力が小さすぎる

(6）射出速度が速すぎる

(7）不適切なゲート位置

改善策としては、主に次のような点が挙げられる。:
収縮ピットの原因も充填不足と同じで、原理的には過充填で解決できるが、応力がかかる危険性があるので、設計では肉厚の均一化に注意し、補強リブや凸柱などの肉厚はできるだけ薄くする。

オーバーフローエッジ

製品が溢れる主な理由は以下の通りである：

(1) バレル、ノズル、金型の温度が高すぎる。

(2) 射出圧力が大きすぎ、クランプ力が小さすぎる。

(3)金型がしっかりはまっていない、破片がある、またはテンプレートが変形している。

(4) キャビティの排気不良

(5) 塑性流動が良すぎる

(6) 材料の添加量が多すぎる。

オーバーフロー側の処理では、主に金型の改善に焦点を当てるべきである。

また、成形条件においては、流動性を下げることから始めることができる。具体的には以下のような方法がある。

(1) 噴射圧力を下げる

(2) 樹脂温度を下げる

(3) 高粘度グレードの材料の使用

(4) 金型温度を下げる

(5) オーバーフローした金型表面を研磨する。

(6) より硬い金型鋼を使用する

(7) クランプ力の向上

(8)金型の接着面やその他の部品を正確に調整する。

(9)金型の支柱を大きくして剛性を上げる。

(10) 素材の違いによる排気口の大きさの違い

バーンズ

さまざまな機械的条件、金型条件、成形条件によって引き起こされる火傷によって、さまざまな解決策がとられる。

(1) 機械的な理由例えば、異常な状態によってバレルが過熱され、樹脂が高温で分解し、製品のアフターバーンに注入されたり、材料概要内のノズルやスクリュースレッド、逆止弁、その他の部品が樹脂の停滞を引き起こし、分解や変色が製品にもたらされ、製品に暗褐色の焦げ跡がついたりする。

この場合、ノズル、スクリュー、バレルを洗浄することが解決策となる。

(2) カビの原因は主に排気不良にある。.

この種の熱傷は通常、決まった場所に発生するため、最初のケースとの区別は容易である。

この場合の解決策は、排気口に排気ロッドを追加するなどの対策に注意を払うことだ。

(3) 成形条件について背圧が300MPaを超えるとバレル部がオーバーヒートし、火傷の原因となる。

スクリューの回転数が高すぎると、オーバーヒートも発生するので、一般的には40～90r/minの範囲が良い。

排気タンクがない場合、あるいは排気タンクが小さい場合、高い噴射速度はオーバーヒートによるガス焼けを引き起こす。

銀線

製品の表面に銀線と波紋があるのは、主に以下の理由によるものです：
(1) プラスチックには水分と揮発成分が含まれている

(2) 材料温度が高すぎるか低すぎる。

(3) 射出圧力が小さすぎる

(4) ランナーとゲートのサイズが大きすぎる。

(5) インサートが予熱されておらず、温度が低すぎる。

(6) 製品の内部応力が大きすぎる。

以下の項目は改善の参考になる。
シルバーライン は主にプラスチック材料の吸湿によって引き起こされる。したがって、一般的に樹脂の熱たわみ温度より10～15℃低い条件で乾燥させる必要があります。より厳しいPMMAツリーワックスシリーズの場合、約75t)で4～6時間乾燥させる必要があります。

特に自動乾燥ホッパーを使用する場合は、成形サイクル（成形量）と乾燥時間に応じて適切な容量を選択する必要があり、また射出開始の数時間前から材料のベーキングを開始する必要がある。

溶接ライン 2つの流れが一緒に溶接されることによって生じる表面欠陥のこと。原因は何か：加工部品に穴、インサート、マルチゲート射出成形法がある場合、または部品の肉厚が不均一な場合、ウェルドラインが発生することがある。

シンクマーク 部品表面が肉厚部で凹む現象である。

原因(1)射出圧力または保圧が低すぎる (2)保圧時間または冷却時間が短すぎる (3)溶融温度または金型温度が高すぎる (4)部品の構造設計が不適切である。

また、材料の滞留時間が長すぎてもシルバーラインが発生する。ポリスチレンとABS樹脂、AS樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレンなど、異なる種類の材料を混合する場合は適さない。

フローライン

In the process of injection molding, sometimes we may encounter the phenomenon of fluctuation on the surface of the injection-molded products, which are often referred to a flow lines.

フローラインの形成は主に肉充填に起因し、溶融物の高温は金型キャビティ壁の低温と出会い、シェル層が溶融流動力の作用を受けると硬いシェルを形成し、金型キャビティの表面から分離し、一貫性のない冷却を引き起こすため、フローラインが現れる。

フローマーク（フローパターン）が形成される主な理由
(1) プラスチックの流動性が悪い

(2) 材料温度低下、金型温度低下、ノズル温度低下、射出速度低下、金型充填率低下、材料供給不足

(3) 射出圧力が小さく、ゲートの局所温度が低い。

(4）長い注ぎシステムプロセス、小さな断面、入口の小さなサイズ、曲がりくねった流路、狭いと不適切な冷たい材料の空洞は、冷たい材料があるので、溶融材料の流動抵抗、高速冷却

(5) Thin walls, large area, and complex shape of plastic parts

ソリューション
(1) より良い材料の流れを選択することが適切である。

純粋な金型材料であれば、流動性を向上させるために処理温度を適切に上昇させることができる（また、いくつかの潤滑分散剤を添加することができる）。

フィリングが含まれている場合、溶融物の流動性を向上させるために潤滑分散剤やその他の添加剤を加えることができる。

(2) 金型とノズルの温度を適切に上昇させ、射出速度と金型充填率を調整する。

(3) 射出圧力と保持時間を上げ、交差点にヒーターを設置して交差点の局所温度を上げる。

(4)適切なゲートの拡張とエリアへの滞在、交差点の位置の変更、冷たい材料の空洞を増やすなど、フローパターンの発生を回避するための措置。

反り 変形

製品の反りや変形の主な原因は以下の通りである：

(1) 金型温度が高すぎる、冷却時間が足りない。

(2) 製品間の厚さの違い

(3) ゲートの位置が不適切である。

(4) 不適切な場所と不均等な力

(5) 塑性分子配向が大きすぎる。

射出成形品の反りや変形は非常に難しい問題である。主な問題は金型設計から解決しなければならないが、成形条件の調整効果は非常に限られている。

反りや変形の原因と解決策は、次のようなものがある：

(1)成形条件による残留応力による変形は、射出圧力を下げる、金型を高くして金型温度を均一にする、樹脂温度を上げる、アニールするなどの方法で解消できます。

(2)離型不良による応力変形の場合は、押湯の数や面積を増やしたり、離型勾配を設定することで解決できる。

(3)冷却方法が適切でなく、冷却が不均一であったり、冷却時間が十分でない場合は、冷却方法を調整し、冷却時間を延長することができる。例えば、冷却回路をできるだけ変形部に近づける。

(4) 成形収縮による変形に対しては、金型の設計を修正する必要がある。その中でも、製品の肉厚を一定にすることが最も重要である。

最後の手段として、製品の変形を測定し、反対方向に金型をトリミングすることによって変形を修正する必要がある場合もある。

収縮率の大きい樹脂、一般に結晶性樹脂（ポリホルムアルデヒド、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、PET樹脂など）は、非結晶性樹脂（PMMA樹脂、PVC、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂など）に比べて変形が大きい。

また、ガラス繊維強化樹脂の変形は、繊維の配列によるところも大きい。

泡

製造された製品がバブルになったのは、主に以下のような理由によるものだ：
(1) プラスチックが十分に乾燥しておらず、水分を含んでいる。

(2)プラスチックは脱脂組成物である。

(3) 射出速度が速すぎる

(4) 射出圧力が小さすぎる

(5) トラブルの温度が低すぎて、金型が充填されない。

(6) 金型の排気不良

(7) エアーは充電端から送り込まれる。

気泡が閉じ込められる原因によって、その対策は次のようになる：

(1)製品の肉厚が大きい場合、外周部の冷却速度が中央部の冷却速度より速いため、冷却が進むと中央部の樹脂が収縮すると同時に表面へ膨張し、中央部が充填不足となる。この状態を真空バブルという。

解決策は主に以下の通りである：
A: 肉厚に応じて、適切なゲートとスプルサイズを決定してください。一般的に、ゲートの高さは製品の肉厚の50%～60%とします。

B：ゲートが閉まるまで、一定量の補助注入材を残す。

C: 射出時間は、ゲートシール時間より少し長くする。

D: 射出速度を下げ、射出圧力を上げる。

E: 溶融粘度の高いグレードの材料を使用する。

(2)揮発性ガスの発生による気泡、解決策は主に以下の通り：

A: 十分な予備乾燥

B: 分解ガスの発生を避けるため、樹脂の高い溶融温度を下げる。

(3)流動性不良による気泡は、樹脂と金型の温度を上げ、射出速度を上げることで解決できる。

ストレスマーク

射出成形 金型から製品を処理するとき、プラスチック部品は、トップバーの使用が排出された場合、トップバーは、多くの場合、プラスチック部品に深いまたは浅い痕跡を残します。

これらの痕跡が深すぎると、いわゆる白濁現象が発生し、深刻な場合は、トップ爆発と呼ばれる状況のプラスチック部分を介してトップが発生する。

プラスチック射出成形部品 ストレスマーク現象は、主に製品の粘着性の金型力に起因し、エジェクタロッドエジェクタ位置にエジェクタ部品上のプラスチック部品は、白いマークを生成するために表示されます。

具体的な理由と改善方法は以下の通り：
(1) 金型温度が低すぎたり高すぎたりした場合：適切な金型温度に調整する。

(2)排出速度が速すぎる：排出速度を遅くする。

(3)金型に面取りがある：金型を修理する（研磨）。

(4)完成品の排出バランスが悪い（エジェクタープレートスプリングの破損）：金型を修理する（エジェクターのバランスを取る）。

(5)エジェクターピンの数が足りない、または位置が不適切：エジェクターピンの数を増やすか、エジェクターピンの位置を変える。

(6)成形中の金型内の真空現象：エジェクター穴の汚れを清掃し、空気吸入効果を向上させる。

(7)完成品（後方）の粗骨位置と柱位置：各骨位置と柱位置を研磨する。

(8) 射出圧力または保圧圧力が大きすぎる。

(9) 完成品の離型勾配が小さすぎる：離型勾配を大きくする。

(10)サイドスライダーのタイミングや位置が悪い：金型を修理する（コア抜き動作を正常にする）。

(11) エジェクターエリアが小さすぎるか、エジェクタースピードが速すぎる：エジェクターエリアを大きくするか、エジェクタースピードを遅くする。

(12) 最終セクションの射出速度が速すぎる（バリ）：最終セクションの射出速度を遅くする。