はじめに：ゲートは流路系の重要な部分です。ダイレクトゲートを除けば、ほとんどのサイドゲートは流路系で最も断面積が小さく、通常はランナー断面積の3～9%にすぎません。
ニュートン流動則に従うプラスチック溶融樹脂では、粘度がせん断速度に依存しないため、ゲート断面積を大きくすると流動抵抗が下がり、溶融樹脂の流量が増加します。これは金型充填と射出成形の品質に有利です。
ニュートン流動法則に従わないほとんどのプラスチック溶融体において、ゲート断面積を小さくすることは、せん断熱により溶融体の見かけ粘度が大幅に低下するせん断速度を増加させる傾向がありますが、大きな断面積の射出成形ゲートよりも型充填に有利な場合があります。
小型トンネルゲートを使用した場合の流路抵抗増大による圧力損失については、一定の範囲内で噴射圧力を高めることで補うことができる。
一般に、射出成形に小型ゲートを使用する場合、次のような利点がある。
1.小さなゲートの前端と後端の間の大きな圧力差は、溶融物のせん断速度を効果的に増加させ、より大きなせん断熱を生じさせることができ、これは溶融物の見かけの粘度の低下と流動性の増加をもたらし、鋳型の充填を助長する。
この小さなゲートの特徴は、薄肉製品や微細なパターンを持つ製品、またポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）など、粘度がせん断速度に敏感なプラスチックに大きなメリットをもたらす。
2. 射出成形工程では通常、ゲート部の溶融樹脂が固化するまで保圧・収縮工程を続けます。そうしなければ、射出成形金型のキャビティ内の溶融樹脂がキャビティ外へ逆流します。
ゲートサイズが大きいと、保持圧力と収縮時間が長くなるため、高分子の配向と流動変形が大きくなり、製品、特にゲート付近に大きな収縮応力が発生し、最終的に製品の反りにつながる可能性がある。
小さなゲートを使用する場合、試作または金型修理を通じてゲート体積を調整することで、保圧工程中にゲート部の溶融体が適切なタイミングで凍結するようにし、収縮時間を適切に制御し、上記の現象を回避することが可能です。
3. 小さなゲートは体積が小さく凍結が速いため、ゲート凍結後、製品内部が完全に固化するのを待たずに脱型できる場合があります。外部固化層が十分な強度と剛性を有していれば、製品を脱型できるため、射出成形サイクルを短縮し生産性を向上させることができます。
4.複数のキャビティを持つ非平衡鋳造システムでは、小さなゲートを使用した場合、プラスチック溶融物の流れに対するゲートの抵抗は、マニホールド内の溶融物の抵抗よりもはるかに高くなるため、溶融物がマニホールドに充填され、十分な圧力が高まった後、各キャビティをほぼ同時に供給し充填することが可能である。
したがって、複数のキャビティに小さなエッジゲートを設けることで、各キャビティの送り速度をバランスさせ、注湯システムのバランスに貢献することができる。
5. 射出成形製品に大きなゲートを使用する場合、高い表面品質が要求される場合には、適切な工具または射出成形機工具を用いて製品を後処理し、ゲート痕を除去する必要があります。特にゲートが大きすぎる場合には、ゲート凝固物を鋸や切断で除去しなければなりません。しかし、小さなゲートを使用すればこの手間を避けることができます。
例えば、小さなゲートは脱型時に手作業で素早く除去できるか、特殊な射出成形金型構造により自動的に除去できます。さらに、小さなゲート除去後の痕跡は小さく、通常は縁取りや研磨作業が不要、またはわずかしか必要ありません。
結論
したがって、小さなゲートの使用は、鋳造システムの凝縮水の製品からの離脱を容易にするだけでなく、製品のトリミングも容易にする。
ただし、以上の利点がある一方、小型ゲートは大きな流動抵抗を生み、射出成形金型への充填時間を長くする可能性がある点に注意が必要です。
したがって、溶融プラスチックの見かけの粘度やせん断速度が高いもの（ポリカーボネートやポリスルホンなど）は、小口径成形には適さない。
さらに、大型製品を射出成形する場合は、ゲート断面積もそれに応じて拡大する必要があります。溶融樹脂の流動性を高めるため、ゲート断面の高さを製品の最大肉厚に近い値まで大きくする必要がある場合もあります。
上記の場合のほか、肉厚が大きく収縮率が大きい製品では、一般に十分な収縮時間を確保する必要があるため、この場合はゲートの設計断面積をあまり小さく設計してはならない。
射出成形プロジェクトのお見積もりが必要ですか？ZetarMoldのエンジニアリングチームから、競争力のある価格、DFMフィードバック、量産スケジュールを入手してください。
無料見積もりを依頼する → 射出成形金型の全体像については、射出成形金型完全ガイドをご覧ください。
