射出成形機の仕組み

はじめに 射出成形機は、射出成形機または成形機とも呼ばれ、熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性プラスチックから様々な形状のプラスチック製品を製造するために使用される主要な装置です。射出成形機は、プラスチック製品の製造において最も重要な設備である。 射出成形プロセス.

射出成形機は、医療機器からあらゆる工具、航空宇宙産業から自動車産業、さらには日用品や子供のおもちゃに至るまで、プラスチック部品を作るためにあらゆる場所で使用されている。

多くの部品、あるいは全体がプラスチック射出成形によって作られている。周りを見渡してみて、プラスチック製のものを見かけたら、それはおそらく射出成形機で作られたものだろう。

射出成形機の動作では、射出ユニットは、各射出成形サイクルでプラスチック射出成形金型に溶融プラスチックを射出する責任があり、それによってプラスチック製品の生産プロセスを完了します。この記事は、射出成形機がどのように動作するかについてのすべてです。

射出成形機の動作原理とは？

射出成形機の主な機能は、プラスチックペレットを加熱して溶融させることと、溶融プラスチックに高圧を加えて射出させ、金型キャビティに充填することである。その仕組みはこうだ：

プラスチックの熱物性を利用して、材料はホッパーからバレルに加えられる。加熱リングによってバレルが加熱され、材料が溶融する。外部動力モーターによって回転駆動されるスクリューがバレル内に設置される。スクリューの作用により、材料はスクリューの溝に沿って前進し、圧縮される。

材料は、外部加熱とスクリューせん断の二重効果によって徐々に可塑化、溶融、均質化される。スクリューが回転すると、材料は溶融した後、スクリュー溝の摩擦とせん断力によってスクリューヘッドに押されます。

同時に、スクリューは材料の反応下で後退するため、スクリューヘッドは材料貯蔵空間を形成し、可塑化プロセスを完了する。

その後、スクリューが貯留室内の溶融材料を高速・高圧でノズルから金型キャビティ内に射出する。キャビティ内の溶融材料が圧力保持、冷却、固化、成形された後、金型が開き、成形された製品が金型から排出される。

プラスチック溶融

まず、射出成形機のホッパーにプラスチック粒子や粉末を入れます。次に、スクリュードライブを通してプラスチック材料を加熱シリンダーに送ります。加熱シリンダーにはヒーターがあります。ヒーターはプラスチックを溶融温度まで加熱します。スクリューは回転し、溶けたプラスチックを射出シリンダーに押し込む。

注射

射出シリンダーにはピストンがある。スクリューが溶融プラスチックを射出シリンダーに押し込むと、ピストンが前進してプラスチックを金型に押し込む。

射出工程では 射出成形 射出成形機は、金型に射出されるプラスチックの品質と精度を保証するために、制御システムを通じて射出速度、圧力、時間、およびその他のパラメータを制御します。

冷却

プラスチックが金型に注入されると、冷却水によって冷却される。冷却水は金型内の冷却水路を流れ、熱を奪ってプラスチックを素早く冷却固化させる。冷却時間は、プラスチックの種類や厚さなどによって調整され、プラスチック製品の品質を確保します。

金型を開く

プラスチックが冷えて固まると、射出成形機はその制御システムを使って金型を開き、完成したプラスチック部品を取り出す。成形機は、金型のサイズや構造に応じて、機械式、油圧式、または空気圧式を使用して金型を開きます。

射出成形機の構成部品とは？

射出成形機は通常、射出システム、型締システム、油圧伝達システム、電気制御システム、潤滑システム、加熱冷却システム、安全監視システムなどで構成されている。

インジェクションシステム

射出システムは射出成形機の主要部品の一つである。一般的に、プランジャー式、スクリュー式、スクリュープリプランジャー射出式の3つの主な形式があります。現在、スクリュー式が広く使われている。

その機能は、射出成形機の1サイクルで、一定量のプラスチックを加熱し、指定された時間内に可塑化することができ、その後、溶融プラスチックは、一定の圧力と速度でスクリューを介して金型キャビティに注入されます。射出完了後、金型キャビティに射出された溶融材料は形状を維持する。

金型クランプシステム

型締システムは、金型を閉じたり、開いたり、排出したりする役割を担っています。また、金型を閉じた状態に保ち、金型キャビティに入る溶融プラスチックの圧力に抵抗するのに十分な力を提供します。これにより、金型が開くのを防ぎ、製品の仕上がりを確実にします。

型締装置は、型締装置、金型調整機構、排出機構、前後固定テンプレート、移動テンプレート、型締シリンダー、安全保護機構から構成される。

油圧システム

油圧トランスミッションシステムは、射出成形機が必要とするさまざまなことに動力を与え、射出成形機のさまざまな部品が適切な量の圧力、速度、温度、その他必要なものすべてを持つようにするためにある。

主に各種油圧部品と油圧補助部品で構成され、中でもオイルポンプとモーターは射出成形機の動力源である。射出成形工程の様々な要求に応えるため、様々なバルブが油圧と流量を制御します。

電気制御システム

電気制御システムと油圧システムは、圧力、温度、速度、時間、さまざまなプログラム動作など、射出成形機のニーズを満たすために連携して動作します。

主に電化製品、電子部品、計器、ヒーター、センサーなどで構成されている。一般的に、手動、半自動、全自動、調整の4つの制御方法がある。

冷暖房システム

加熱装置は、バレルと射出ノズルを加熱するために使用される。射出成形機のバレルは、一般に加熱装置として電気加熱コイルを使用し、このコイルはバレルの外側に設置され、熱電対で部分的に検出される。熱はバレル壁を通して伝導され、材料の可塑化のための熱源となる；

冷却システムは主に油温を冷却するために使用される。

油温が高すぎるとさまざまな不具合を引き起こすので、油温を管理する必要がある。また、排出口で原料が溶けてしまい、原料が正常に排出されなくなるのを防ぐため、原料パイプの排出口付近も冷却が必要な場所です。

潤滑システム

潤滑システムは、射出成形機の動盤、金型調整装置、コネクティングロッドヒンジなどの相対運動部品に潤滑条件を提供する回路であり、エネルギー消費を削減し、部品の寿命を延ばすことができます。潤滑は通常の手動潤滑と自動電動潤滑があります。

安全保護・監視システム

射出成形機の安全装置は主に人と機械の安全を保護するために使用される。主に安全ドア、油圧バルブ、リミットスイッチ、光電検出素子などで構成され、電気-機械-油圧の連動保護を実現する。

監視システムは、主に射出成形機の油温、材料温度、システムの過負荷、プロセスや機器の故障を監視し、異常状態が発見された場合に表示またはアラームを発する。

射出成形機のカテゴリーとは？

横型射出成形機

横型射出成形機は、一般的に使用されているタイプです。射出アセンブリの中心線がクランプアセンブリの中心線と同心または一致し、設置地面と平行であるという利点があります。

重心が低く、動作が安定し、金型の設置、操作、メンテナンスが便利で、金型開口部が大きく、スペースの高さが小さいという利点があるが、占有面積が大きく、大型機、中型機、小型機に広く使用されている。

竪型射出成形機

この機械の特徴は、クランプ装置と射出装置が地面に対して垂直に一直線上に配置されていることである。

床面積が小さい、金型の組立・分解が容易、インサートの取り付けが容易、ホッパーから落下する原料の可塑化が比較的均一、自動化が容易、複数の機械の自動ライン管理が容易などの利点がある。

しかし、排出された製品が自動的に落下することは容易ではなく、手作業で取り出す必要があり、自動運転を実現するのは容易ではない。

竪型射出成形機密封機は小型射出成形機に適し、一般的に60トン以下の射出成形機にもっと適し（60トンはクランプ力を指す）、大型と中型の射出成形機には適さない。

アングル射出成形機

射出方向と金型界面が同一平面上にある。マシニングセンターでゲートマークが許されない平らな製品に特に適している。横型射出成形機より占有面積は小さいが、金型内に配置されたインサートが傾いたり落下したりしやすい。さらに、射出成形機は、スクリュー射出成形機も含まれています。

マルチモードターンテーブル射出成形機

マルチステーション操作の特殊射出成形機である。その特徴は、手動パッキングマシンの金型クランプ装置は、ターンテーブル構造を採用し、金型が回転軸の周りに回転することです。

このタイプの射出成形機は、射出装置の可塑化能力を十分に活用し、生産サイクルを短縮し、機械の生産能力を向上させることができます。

だから、冷やして形を作るのに時間がかかったり、余計なものを入れるために時間が必要なものをたくさん作るのに特に適している。ただ、金型が大きくて部品点数が多いので、金型を固定するものがあまり強くないので、この種の機械はプラスチックの靴底のようなものを作るのによく使われます。

射出成形機の操作方法とは？

射出成形機のアクションプログラム

ノズル前進→射出→保圧→予備可塑化→後退→ノズル後退→冷却→型開き→射出→針抜き→ドア開→ドア閉→型締→ノズル前進。

射出成形機の操作項目

射出成形機の操作には、制御盤の操作、電気制御盤の操作、油圧システムの操作など、注意すべき点がいくつかある。

射出工程動作、供給動作、射出圧力、射出速度、排出タイプ選択、バレル温度と電流、電圧監視、射出圧力と背圧調整など。

射出成形プロセス条件の制御

現在、多くの射出成形機メーカーは、射出速度制御、射出圧力制御、射出キャビティプラスチック充填制御、スクリュー背圧と速度制御、およびその他の可塑化状態制御、大まかに言えば、様々なプログラム制御方法を開発した。

工程管理を実現する目的は、製品の品質を向上させ、機械の効率を最大化することである。

射出成形前の準備

成形の前には、やるべきことがたくさんある。例えば、材料の加工性能のチェック（可塑性、含水率などのチェック）、原材料を加工する前の染色と粒子の選択、粒子の予熱と乾燥、インサートの洗浄と予熱、トライアルモールドとバレルの洗浄など。

射出成形機の作業工程とは？

射出成形機は射出成形の主要設備の一つである。射出成形機の主な機能は、様々な形状のプラスチックを均一に溶融し、十分な圧力と速度で金型キャビティに溶融材料を射出し、冷却して成形することです。では、射出成形機の作業工程はどうなっているのだろうか。

加熱、予備成形

スクリューは従来のシステムによって駆動され、バレル材を前方に搬送する。スクリューと機械シリンダーの剪断と摩擦により、材料は徐々に溶融する。一定量の溶融プラスチックがバレルの頭部に溜まる。

溶融物の圧力で、スクリューはゆっくりと後退する。スクリューが後退する距離は、1ショットに必要な量に応じて計量装置によって調整される。所定のショットサイズに達すると、スクリューは回転を止め、後退する。

型閉じとロック

クランプ機構は、可動金型プレートと可動金型プレート上に設置された可動金型部品を押して、固定金型プレート上の固定金型部品を閉じてロックし、成形中に金型をロックするのに十分なクランプ力を確保します。

注射装置が前進

金型が閉じられると、射出シート全体が押されて前進し、射出機のノズルが射出金型のメインランナーに完全にフィットするようになる。

射出と圧力保持

射出成形機のノズルが金型のゲートに適切に位置合わせされると、射出油圧シリンダーが作動し、スクリューをバレルに対して前方に押し出す。この作用により、バレルの前面に溜まった溶融プラスチックが、十分な圧力で金型のキャビティに押し込まれる。

プラスチックの温度が下がると収縮する。プラスチック部品が緻密で寸法精度が高く、所望の機械的特性を持つようにするには、金型キャビティ内の溶融プラスチックに一定の圧力をかけて、プラスチック部品の収縮を補う必要があります。

圧力リリーフ

溶融物がゲートで凍結すると、圧力が解放される。

注射装置の後退

圧力開放が終わると、スクリューは回転し、次の供給と予備可塑化を行うために引き戻すことができます。予備可塑化が終わると、射出装置は金型のメインランナーから引き戻されます。

プラスチック部品の型開きと射出

金型キャビティ内のプラスチック部品が冷えて形状が整うと、クランプ機構が金型を開き、プラスチック部品を金型から排出する。

射出成形機の用途とは？

射出成形機は多くのものを作ることができる。複雑な形状、サイズ、または金属インサートによる緻密なテクスチャーのプラスチック製品を一度に作ることができます。射出成形機は、防衛、電気機械、自動車、輸送、建材、包装、農業、文化、教育、健康、人々の日常生活などに広く使用されています。

その結果、最も急速に成長し、最も多く生産されるプラスチック機械のひとつとなった。そのため 射出成形 マシンが作ることができる：

自動車製造業

射出成形機は、自動車製造業界では大きな存在だ。ヘッドライト、バンパー、ドアハンドル、ダッシュボード、タイヤ、ステアリングホイールなど、あらゆる種類の自動車部品を作るのに使われている。

自動車産業の急速な発展に伴い、射出成形機の応用範囲はますます広くなり、射出成形技術の進歩も自動車部品の品質と性能を向上させた。

医療業界

医療用注射器、器具、血液分析システムなどの医療製品も、医療産業では射出成形機を使って作られている。

これらの製品には、高純度、耐食性、耐圧性、無毒性、無臭などの特性が求められ、射出成形機はこれらの厳しい要求を満たすことができる。

エレクトロニクス産業

射出成形機は、エレクトロニクス産業においても非常に重要である。ノートパソコン、携帯電話、LCDスクリーン、テレビ、デジタルカメラ、MP3などの電子製品のシェルや内部のプラスチック付属品、キーボード、ボタンなどの製造に使用されています。

エレクトロニクス産業では、コンパクトで高精度な生産技術が不可欠であり、射出成形機はそうした生産技術を提供することができる。

家電業界

家電業界では、プラスチック射出成形機は、洗濯機、エアコン、テレビ、冷蔵庫などの様々な家電製品のシェルやアクセサリーを製造するために広く使用されています。

射出成形機を使えば、生産が速くなるだけでなく、製品の見栄えや品質も良くなる。

射出成形機の利点とは？

効率的な生産

プラスチック射出成形機は、効率的な生産ラインを実現するために高度な制御技術を利用し、それによって生産効率を向上させる。プリセットされたプログラムに従って、自動的に全生産工程を完了し、連続生産、大量生産を実現し、生産サイクルを短縮することができます。

高い製品品質

電動射出成形機で作られた製品は、同じサイズと重量で、表面は滑らかで完璧です。射出成形プロセスを正確に制御することにより、製品の精度と一貫性を保証することができます。

高度な自動化

射出成形機は、生産工程で自動供給、自動搬送、自動充填など多くのことを行うことができる。

幅広い用途

射出成形機は幅広い製品を生産し、自動車、電子、医療、機械、包装など多くの分野で広く使用され、さまざまな業界のニーズを満たすことができます。

結論

射出成形機は、プラスチック製品を製造するための主要な設備です。射出成形機は、原料の溶解から製品の成形までの全工程を、正確な操作手順で完成させます。射出成形機の仕事には、プラスチックの加熱、射出、冷却、型開きが含まれます。

各工程は、射出システム、型締システム、油圧システムなどによって細かく制御され、生産効率と製品品質を保証している。 射出成形 自動車、医療、電子機器、家電製品など、多くの産業で広く使用されている。

その高効率と自動化によって、射出成形機は現代産業において重要な役割を果たしている。一般的に、射出成形機は、プラスチック製造技術の発展を促進するだけでなく、プラスチック製品の品質と生産効率に対する様々な産業のニーズを満たすために、そのかけがえのない重要性を示しています。