2005年以来、プラスチック射出成形金型製造

射出成形プロセスの考慮事項

射出成形は、さまざまな部品や製品の生産に使用できる、一般的な製造工程である。しかし、この工程を選択する際には、いくつかの要素を考慮しなければならない。

最初射出成形の場合、成形する材料の種類を考慮しなければならない。一般的な射出成形材料には、射出成形に適したものとそうでないものがあり、材料の種類によっては特別な取り扱いや加工が必要になるものもあります。

セカンド射出成形は、比較的単純な部品を大量に生産するのに適している。射出成形は比較的単純な部品を大量に生産するのに適していますが、より複雑な部品は他の製造工程の方が適しているかもしれません。

最後に射出成形のコストは、設備や金型の種類を考慮する必要があります。多くの場合、射出成形設備への初期投資は多額になる可能性がありますが、部品当たりのコストは他の製造プロセスよりも低いのが普通です。

射出成形は、金型キャビティに溶融材料を射出する製造プロセスである。材料は冷えて固まり、金型キャビティの形状になる。射出成形は、自動車から消費者製品まで、幅広い産業で使用されている。

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1. 射出成形部品を設計する際には、いくつかの点を考慮しなければならない。

2. プラスチック材料の収縮

3. 熱可塑性樹脂成形品の収縮率に影響を与える要因は以下の通りである：

4. プラスチック材料の流動性

5. プラスチック材料の結晶化度

6. 感熱性プラスチック、易加水分解性プラスチック

射出成形部品を設計する際には、いくつかの点を考慮しなければならない。

まず、部品の肉厚が均一でなければならない。

厚い壁は反りや過度の収縮を引き起こし、薄い壁は部品の破断や破損の原因となる。

第二に、射出成形プロセスに適合した材料でなければならない。.ガラスや金属など、金型キャビティに注入できない材料もある。

第三に、部品の寸法は射出成形機の公差内でなければならない。.サイズが大きすぎたり小さすぎたりすると、部品が金型からうまく排出されなかったり、顧客の仕様に合わなかったりする。

最後に, 射出成形金型は、完成品の欠陥を防ぐために、適切な冷却と換気ができるように設計されなければならない。 これらの要素をすべて考慮することで、デザイナーは高品質なものを作ることができる。射出成形品顧客の要求を満たす

プラスチック製品の性能は、材料特性と成形工程パラメータの相互作用によって決定される。プラスチックによって物理的・化学的性質が異なるため、材料の選択は製品の特性に大きな影響を与えます。

成形工程も重要な役割を果たす。パラメータが異なれば、最終製品に大きなばらつきが生じる可能性があるからだ。所望の特性を得るためには、材料と成形工程を注意深く選択する必要がある。そうすることで、用途の特定のニーズを満たす高品質のプラスチック製品を製造することができる。

プラスチック製品の特性は、材料特性と成形プロセスのパラメータに影響され、異なるプラスチックは、最良の物理的特性を得るために、その特性に合わせたプロセスパラメータを必要とする。

射出成形のポイントは以下の通りである：

プラスチック材料の収縮

熱可塑性樹脂成形収縮率の形状と計算前述のように、熱可塑性樹脂成形収縮率には次のような要素が影響する。

a.プラスチック種の熱可塑性プラスチック成形プロセスは、また、残留応力、分子配向やその他の要因のプラスチック部品で凍結、変化、内部応力の形状の体積の結晶化があるので、熱硬化性プラスチックと比較して、大きな収縮、収縮率の範囲、方向明らかである。

成形後の収縮に加え、アニーリングや調湿処理後の収縮も一般に熱硬化性プラスチックより大きい。

シーケンス番号	プラスチック材料	収縮率の範囲
1	PA66	1%-2%
2	PA6	1%-1.5%
3	PA12	0.5%-2%
4	PBT	1.5%-2.8%
5	PC	0.1%-0.2%
6	POM	2%-3.5%
7	PP	1.8%-2.5%
8	追記	0.4%-0.7%
9	PVC	0.2%-0.6%
10	ABS	0.4%-0.5%

b.プラスチック部品の特徴成形時, 溶融材料とキャビティ表面は外層に接触し、直ちに冷却されて低密度の固体シェルが形成される。

プラスチックの熱伝導率が低いため、プラスチック部品の内層はゆっくりと冷却され、収縮率の大きい高密度の固体層を形成する。したがって、適切な肉厚、徐冷、高密度層は厚い収縮である。

さらに、インサートの有無や配置、数は、材料の流れ方向、密度分布、収縮抵抗の大きさに直接影響を与えるので、収縮の大きさ、方向の影響にプラスチック部品の特性。

c.入口の形状、大きさ、分布は、材料の流れ方向、密度分布、保圧効果、収縮効果、成形時間に直接影響する。

直接注入口、注入口の断面が大きい(特に断面が厚い)ものは収縮が小さいが、方向性があり、注入口の幅が広く、長さが短いものは方向性が小さい。入口に近いもの、または材料の流れ方向に平行なものは収縮が大きくなる。

d.成形条件金型温度が高い、溶融材料の冷却が遅い、高密度、収縮、特に結晶性材料の高い結晶化度、体積変化によるものなので、収縮が大きくなります。

プラスチック部品の内外の金型温度分布と冷却、密度の均一性も関係し、各部品の収縮の大きさと方向に直接影響する。

さらに、保持圧力と時間も収縮に大きな影響を与え、圧力が大きく、時間が長いと収縮は小さいが方向性がある。

高い射出圧力は、溶融材料の粘度の差が小さく、層間せん断応力が小さく、金型ジャンプ後の弾性なので、収縮も適度に、高い材料温度、収縮を減らすことができますが、小さいの方向。

したがって、成形時の金型温度、圧力、射出速度、冷却時間を調整することによっても、プラスチック部品の収縮率を変えることができる。

金型を設計する際には、各種プラスチックの収縮範囲、肉厚、プラスチック部品の形状、注入口の大きさと分布、プラスチック部品各部の収縮率などを経験的に決定し、キャビティサイズを算出する。

高精度のプラスチック部品で、収縮率の把握が難しい場合は、一般的に次のような方法で金型を設計するのが適切である。

1.プラスチック部品の外径の収縮率を小さく、内径の収縮率を大きくとり、試作後の補正の余地を残す。

2.注湯システムの形状、サイズ、成形条件を決定するための試験型。

3.に、後処理によってプラスチック部品の寸法変化を測定する（測定は脱型後24時間後でなければならない）。

4.実際の収縮率に応じて金型を修正する。

5.金型を再度試し、プラスチック部品の要求を満たすように設計プロセス条件を適切に変更して収縮値をわずかに修正する。

熱可塑性樹脂成形品の収縮率に影響を与える要因は以下の通りである：

1.プラスチックの種類によって、材料の収縮率は異なる。 結晶性材料はより収縮し、非晶性材料は収縮し、充填量が多いほど材料の収縮は小さくなる。

2.プラスチック成形金型の大きさと構造。成形品の均一肉厚が大きすぎたり、冷却システムが良くないと収縮率に影響する。.さらに、インサートの有無や配置、数は、材料の流れ方向、密度分布、収縮抵抗の大きさに直接影響する。

3.口の形、大きさ、分布。.これらの要因は、材料の流れ方向、密度分布、保圧・収縮効果、成形時間に直接影響する。

4.金型温度と射出圧力。高い金型温度 と成形中の高い溶融密度は、特に結晶化度の高いプラスチックの場合、高いプラスチック収縮をもたらす。プラスチック部品の温度分布と密度の均一性も、収縮の大きさと方向に直接影響する。

保持圧力と保持時間も収縮に影響する。圧力が高く、時間が長いと、収縮率は小さいが方向性が大きくなる。したがって、成形時の金型温度、圧力、射出速度、冷却時間を調整することによっても、プラスチック部品の収縮率を変えることができる。

高精度のプラスチック部品で、収縮率の把握が難しい場合は、一般的に次のような方法で金型を設計するのが適切である。

a) プラスチック部品の外径の収縮率を小さくとり、内径の収縮率を大きくとる。

b) 注湯システムの形状、サイズ、成形条件を決定するための試験型。

c) 後処理を行うプラスチック部品は、寸法変化を測定するために後処理を行う（測定は脱型後24時間以降に行うこと）。

d) 実際の収縮率に応じて金型を修正する。

e) 金型は再度テストされ、収縮値は、プロセス条件を適宜変更することにより、成形品の要求を満たすようにわずかに修正することができる。

プラスチック材料の流動性

a.熱可塑性プラスチックの流動性の大きさは、一般的に分子量の大きさ、メルトインデックス、アルキメデス螺旋線の流動長さ、性能粘度、流動比（工程長さ/プラスチック壁の厚さ）、および一連の指標から分析する。

分子量が小さい、分子量分布が広い、分子構造の規則性が悪い、メルトインデックスが高い、スパイラルフロー長が長い、性能粘度が小さい、流動比が良好である、プラスチックの同じ名前は、その流動性が射出成形に適しているかを判断するために、その指示を確認する必要があります。

金型設計の要件によると、一般的に使用されるプラスチックの流動性は、大きく3つのカテゴリーに分けられる。

1.良好な流動性 PA、PE、PS、PP、CA、ポリ（4）メチルガーリセン。

2. 中程度の流動性を持つポリスチレン系樹脂（ABS、ASなど）、PMMA、POM、ポリフェニレンエーテル。

3. 流動性の悪いPC、硬質PVC、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリールスルホン、フッ素樹脂。

b.各種プラスチックの流動性は、様々な成形要因によっても変化するが、主な要因は以下の通りである。

1.温度材料の温度は流動性を増加させますが、異なるプラスチックも変化し、PS（特に耐衝撃性とMFR値が高い）、PP、PE、PMMA、変性ポリスチレン（ABS、ASなど）、PC、CA、および温度変化に伴う他のプラスチックの流動性。PEとPOMの場合、温度の増減は流動性にあまり影響しない。そのため、流動性をコントロールするためには、成形時の温度を調整する必要があります。

2.射出圧力が高くなると、溶融材料はせん断を受け、流動性も高くなり、特にPE、POMはより敏感であるため、成形時に流動性を制御するために射出圧力を調整することが適切である。

3.鋳型構造注湯システムの形態、サイズ、レイアウト、冷却システムの設計、溶融材料の流動抵抗（表面仕上げ、チャネル断面の厚さ、キャビティ形状、排気システムなど）、およびその他の要因が直接キャビティ内の溶融材料の実際の流動性に影響を与え、ここで溶融材料は、温度を下げると流動性の流動抵抗を増加させることが減少します。

金型設計は、使用するプラスチックの流動性に基づいて、合理的な構造を選択する必要があります。また、成形の際、材料温度、金型温度、射出圧力、射出速度などをコントロールし、充填状況を適切に調整することで、成形のニーズに応えることができる。

プラスチック材料の結晶化度

熱可塑性プラスチックは、凝縮時に結晶化現象が起こるかどうかで、結晶性プラスチックと非結晶性（アモルファスとも呼ばれる）プラスチックに分けられる。

いわゆる結晶化現象は、プラスチックが溶融状態から凝縮状態になり、分子が独立した動きから、完全に秩序のない状態から、分子が自由な動きを止め、わずかに固定された位置に従うようになり、分子配列が現象の規則的なモデルになる傾向である。

これら2種類のプラスチックの外観を、厚肉プラスチック部分の透明度によって区別する基準として、一般的に結晶性のものは不透明または半透明（POMなど）、非晶性のものは透明（PMMAなど）とされている。

しかし、ポリ（4）メチルガロウレインは結晶性プラスチックだが透明度が高く、ABSは非晶性材料だが透明ではないといった例外もある。

金型の設計と選択において射出成形結晶性プラスチックの場合、以下の要件と考慮事項に注意する必要がある。

1.材料温度を成形温度まで上げるには、より多くの熱が必要なので、可塑化能力の大きい装置を使用する。

2.冷却・焼戻し時に放出される熱量は大きいため、十分に冷却する必要がある。

3.溶融状態と固体状態の比重差が大きく、成形収縮率が大きく、収縮、空隙が発生しやすい。

4.冷却が速く、結晶化度が低く、収縮率が小さく、透明性が高い。結晶化度はプラスチック部品の肉厚と関係があり、肉厚は冷却が遅く、結晶化度が高く、収縮率が大きく、物性が良い。だから、結晶性の材料は、金型温度を制御するために必要とされるべきである。

5.著しい異方性と高い内部応力。未結晶分子は脱型後も結晶化し続ける傾向があり、エネルギーバランスが崩れ、変形や反りが発生しやすい状態にある。

6.結晶化温度幅が狭く、未溶融物を注入しやすい。射出成形金型またはインレットを塞ぐ。

感熱性プラスチック、易加水分解性プラスチック

a.熱に敏感なプラスチックは、熱に敏感なプラスチックを指し、高温で長時間加熱したり、供給口の断面積が小さすぎるため、せん断効果が大きく、材料の温度が変色、劣化、分解傾向の影響を受けやすく、この特性を持つプラスチックは、熱に敏感なプラスチックと呼ばれる。硬質PVC、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル共重合体、POM、ポリフッ化ビニルなど。

感熱性プラスチックは分解時にモノマー、ガス、固形物、その他の副産物を発生し、特に分解ガスの中には人体、機器、カビに対して刺激性、腐食性、毒性のあるものもある。

従って、金型の設計、金型の選択射出成形マシンと成形に注意を払う必要があり、スクリュー成形射出成形機を使用する必要があり、システムの断面を注ぐことは大きく、金型とバレルはクロムメッキされるべきであり、*コーナー停滞材料があってはならず、厳密に成形温度を制御する必要があり、プラスチックは、その熱に弱い性能を安定剤を追加します。

b.プラスチックの中には（PCのように）少量の水を含んでいても高温高圧下で分解するものがあり、この性質を易加水分解性といい、あらかじめ加熱・乾燥しておく必要がある。

応力割れとメルト・ラプチャー

a.一部のプラスチックは応力に敏感で、内部応力を発生しやすく、脆く、割れやすい。プラスチック部品は、外力の作用下、または溶剤の役割で割れ現象が発生する。

このため、耐クラック性を向上させるために原料に添加剤を加えるだけでなく、原料は内部応力を低減し、耐クラック性を向上させるために、乾燥した合理的な成形条件の選択に注意を払う必要があります。また、プラスチック部品の形状は合理的なものを選択し、インサートなどの応力集中を最小化する手段を設定すべきではない。

金型の設計は、離型の傾斜を増加させ、合理的な供給口とエジェクタ機構を選択し、成形は、材料温度、金型温度、射出圧力、冷却時間を調整するために適切であるべきであり、離型時にプラスチック部品が冷たすぎて脆くなるのを避けるようにしてください、成形プラスチック部品また、ひび割れ防止、内部応力の除去、溶剤との接触を禁止するための後処理も必要である。

b.その流量が一定の値を超えたときにノズルの穴を通って一定の温度で、ポリマー溶融物の特定のメルトフローレートは、溶融表面は、プラスチック部品の外観と物性を溶融破断と呼ばれる横方向の亀裂が発生します。したがって、ポリマーなどの高メルトフローレートの選択では、ノズル、スプルー、入口断面を増加させ、射出速度を低下させ、材料の温度を上げる必要があります。