射出成形機総合ガイド

はじめに

射出成形機は、工業生産に広く使用されている機器の一部です。主な機能は、金型に溶融プラスチックを射出し、冷却後に成形されたプラスチック部品を得ることです。

射出成形機の意味

Injection molding machine, also known as injection molding machine or injection machine. Many factories call it beer machine (píjī), and injection molded products are called beer parts.

プラスチック成形用金型を使って、熱可塑性プラスチックや熱硬化性材料からさまざまな形状のプラスチック製品を作る主な成形設備である。

射出成形機は、射出装置と型締装置の配置によって、竪型、横型、竪横複合型に分けられる。

射出成形機には、ハイブリッド射出成形機、電動射出成形機、油圧射出成形機などがある。

射出成形機の構造構成

射出成形機には通常、射出システム、クランプシステム、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が含まれる。

インジェクションシステム

インジェクション・システム機能

射出システムは射出成形機の最も重要な部品の一つである。一般的に3つのタイプがあります：プランジャー、スクリュー、スクリュープリプラスチックプランジャー。

スクリュー式が最も一般的である。その機能は、射出成形機の1サイクルの中で、指定された時間に一定量のプラスチックを加熱して溶かし、スクリューを通して金型キャビティに溶融プラスチックを一定の圧力と速度で射出することである。

射出完了後、金型キャビティに射出された溶融材料は固定される。

インジェクション・システムの構成

射出システムは、可塑化装置と動力伝達装置で構成される。

スクリュー射出成形機の可塑化部分は、主に供給装置、バレル、スクリュー、接着剤アセンブリ、ノズルから構成されています。動力伝達部には、射出シリンダー、射出シート移動シリンダー、スクリュー駆動装置（メルトモーター）が含まれる。

金型クランプシステム

型締システムの機能

型締システムの機能は、金型が確実に閉じ、開き、排出されるようにすることである。

同時に、金型が閉じた後、金型は溶融プラスチックが金型キャビティに入るときに作る金型キャビティ圧力と戦うのに十分なクランプ力を得て、金型が開くのを止め、製品を悪くする。

型締システムの構成

金型クランプシステムは主に金型クランプ装置、機械ツイスト、金型調整機構、排出機構、前後固定テンプレート、可動テンプレート、金型クランプシリンダー、安全保護機構で構成されています。

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動作に動力を与え、射出成形機の各部分の圧力、速度、温度、その他の要件を満たす役割を担っている。

射出成形機は、さまざまな油圧部品と油圧補助部品で構成されている。オイルポンプとモーターは射出成形機の動力源である。さまざまなバルブが射出成形プロセスのさまざまな要件を満たすために油圧と流量を制御します。

電気制御

電気制御システムと油圧システムは、射出成形機のプロセス要件（圧力、温度、速度、時間）と様々なプログラムアクションを実現するために合理的に調整されています。

主に電化製品、電子部品、計器（図「計器」のとおり）、ヒーター、センサーなどで構成される。一般的に、手動、半自動、全自動、調整の4つの制御モードがある。

冷暖房

The heating system is used to heat the barrel and injection nozzle. The barrel of the injection molding machine generally uses an electric heating ring as a heating device, which is installed on the outside of the barrel and detected in sections with thermocouples.

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、多くの欠陥が発生するため、油温を制御する必要があります。

もう一つ冷却が必要な場所は、原料パイプの排出口付近である。冷却しないと、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。

潤滑システム

潤滑システムは、射出成形機の可動板、金型調整装置、連結棒ヒンジ、射出台などの相対的な可動部に潤滑油を与える回路であり、エネルギーを節約し、部品を長持ちさせる。潤滑油には、通常の手動潤滑油と自動電動潤滑油があります。

安全監視

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、安全バッフル、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。

射出成形機の動作原理

射出成形機の作動原理は、注射に使われる注射器と似ている。スクリュー（またはプランジャー）の推進力を利用して、可塑化された溶融状態（すなわち粘性流動状態）のプラスチックを密閉された金型キャビティに射出し、固化・成形後に製品を得る。

射出成形はサイクルプロセスである。各サイクルには主に、定量供給、溶融と可塑化、圧力射出、金型への充填と冷却、金型開きと部品の取り出しが含まれます。プラスチック部品を取り出した後、金型は次のサイクルのために再び閉じられます。

射出成形機の操作射出成形機の操作には、操作キーボードの操作、電気制御システムの操作、油圧システムの操作の3つの側面がある。

射出工程動作、供給動作、射出圧力、射出速度、排出形式選択、バレル各部の温度監視、射出圧力と背圧の調整をそれぞれ行う。

一般的なスクリュー射出成形機の成形工程は、まず、粒状または粉末状のプラスチックをバレルに加え、スクリューの回転とバレル外壁の加熱によってプラスチックを溶融させる。

そして、金型を閉じて射出座席を前進させ、ノズルを金型のゲートに近づけ、射出シリンダーに圧油を導入してスクリューを前進させる。

冷却時間が終了し、圧力が維持されると（保圧とも呼ばれる）、材料は固化し、形状が形成される。

その後、金型を開いて製品を取り出すことができる（保圧は、溶融材料が金型キャビティに逆流するのを防ぎ、金型キャビティに材料を加え、製品が一定の密度と寸法公差を持つようにするために行われる）。

の基本要件である。 射出成形 可塑化、射出、成形である。可塑化は成形品の品質を達成し、保証するための前提条件であり、成形の要件を満たすためには、射出は十分な圧力と速度を確保する必要があります。

同時に、射出圧力が高いので、金型キャビティの圧力も高い（一般的に20〜45MPa）ので、クランプ力は十分に大きくなければならない。射出装置と型締装置は射出成形機の重要な部品である。

プラスチック製品の評価には主に3つの側面がある。第一は、完全性、色、光沢などの外観品質である。

2つ目はサイズと相対的な位置の精度、3つ目は目的に応じた物理的特性、化学的特性、電気的特性などである。

製品の欠陥は主に設計、製造精度、金型の摩耗度合いにある。

しかし実際には、プラスチック加工工場の技術者は、金型の欠陥によって引き起こされる問題を補うために、あまり効果のない加工手段を使うという困難な状況に悩まされることが多い。

工程を調整することは、製品の品質と生産量を向上させるために必要な方法である。射出ユニット自体は非常に短いので、プロセス条件がうまくコントロールされなければ、多くの廃棄物が発生する。

圧力、温度、時間を一緒に調整すると、混乱や誤解を招きやすく、なぜ問題が起きたのかがわからなくなる。

プロセスを調整するための手段や手段はたくさんある。例えば、製品充填の問題を解決するために可能な解決策は10以上ある。問題の核心を解決するために1つか2つの主要な解決策を選択することによってのみ、問題は真に解決される。

さらに、解決策における弁証法的な関係にも注意を払うべきである。例えば、製品がへこんでいる場合、材料温度を上げる必要があるときもあれば、下げる必要があるときもある；

材料の量を増やす必要がある場合もあれば、減らす必要がある場合もある。問題を解決するための逆手段の実現可能性を認識する必要があります。

横型射出成形機

最も一般的なタイプである。型締部と射出部が同一水平中心線上にあり、金型は水平方向に開く。

その特徴は、機械本体が短く、操作とメンテナンスが簡単であること、機械の重心が低く、設置が比較的安定していること、製品が排出された後、重力によって自動的に落下させることができることである。

また、全自動化も容易である。現在、市場に出回っている射出成形機のほとんどはこのタイプです。

横型射出成形機の特徴大型機でも機械本体が低いため、設置する工場の高さ制限がありません。

製品が自動的に落下するような状況では、マニピュレーターを使用せずに自動成形を実現できる。機械本体が低いため、材料供給が便利で、メンテナンスも簡単です。

金型はクレーンで設置する必要がある。複数の機械を並列に並べると、成形品はベルトコンベアーで簡単に回収・梱包できる。

竪型射出成形機

型締部と射出部は同じ垂直中心線上にあり、金型は垂直方向に開く。そのため、占有面積が小さく、インサートを入れやすく、金型の出し入れに便利で、ホッパーから落下する材料をより均一に可塑化できる。

縦型射出成形機は小型射出成形機に適しており、一般的に60グラム以下の射出成形機に適しており、大型と中型の射出成形機には適していない。

竪型射出成形機の特徴

射出装置と型締装置が同一垂直中心線上にあり、金型は上下方向に開閉する。床面積は横型機の約半分なので、床面積に換算した生産性は約2倍になる。

インサート成形は簡単だ。金型面が上を向いているので、インサートを入れて位置決めするのが簡単です。下型が固定され、上型が可動する機械を使えば、ベルトコンベア装置とマニピュレーターを組み合わせて、全自動インサート成形が簡単に実現できます。

また、横型機のように金型の重力でテンプレートが開閉できなくなる現象は起こらない。機械と金型の精度を長期間維持することができる。

簡単なマニピュレーターでプラスチック部品の各キャビティを取り外すことができ、精密成形に適している。一般的なクランプ装置は周囲が開放されており、各種の自動化装置を構成しやすく、複雑で繊細な製品の自動成形に適している。

ベルトコンベア装置は金型の中間に簡単に設置でき、自動成形生産に便利である。回転テーブル、移動テーブル、傾斜テーブルがあり、インサート成形とインモールドコンビネーション成形を簡単に実現できる。

小ロットの試作では、金型の構造がシンプルで、低コストで、荷降ろしが簡単です。何度も地震を経験した結果、縦型マシンは重心が低いため、横型マシンよりも耐震性に優れている。

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。特に、加工センターにゲート跡を残すことが許されない平坦な製品に適しています。

横型射出成形機より占有面積は小さいが、金型に入れたインサートが傾いたり落下したりしやすい。このタイプの射出成形機は小型の機械に適している。

アングル射出成形機の射出スクリュー軸と型締機構のテンプレート運動軸は互いに垂直に配置され、その長所と短所は垂直と水平の間にある。

射出方向と金型分割面が同一平面上にあるため、アングル射出成形機は、サイドゲートを持つ非対称な幾何学的形状の金型や、成形中心にゲート跡を残すことが許されない製品に適している。

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式射出成形機。金型クランプ装置はターンテーブル構造で、金型はシャフトを中心に回転する。このタイプの射出成形機は、射出装置の可塑化能力をフルに活用することができ、生産サイクルを短縮し、マシンの生産量を向上させることができます。

だから、冷却や成形に時間がかかったり、インサートを入れるの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。しかし、型締装置が大きくて複雑なため、型締装置の型締力は通常小さいので、この種の射出成形機はプラスチックの靴底のようなものを作るのに多く使われている。

一般的な射出成形機は、射出装置、型締装置、油圧システム、電気制御システムから構成される。

射出成形には、可塑化、射出、成形という3つの基本条件がある。可塑化は成形品の品質を保証するための基本である。射出は、成形の要求を満たすために、十分な圧力と速度を確保しなければならない。

同時に、射出圧力が高いため、それに伴って金型キャビティ内にも高い圧力が発生する（金型キャビティ内の平均圧力は一般的に20～45MPa）。射出装置と型締装置が射出成形機の重要な構成要素であることがわかる。

射出成形機の作業工程

モールドClオーシングとタイトニング

射出成形機のサイクルは、一般的に金型を閉じることから始まる。金型はまず低圧で素早く閉じられる。可動金型と固定金型が接触しようとすると、型閉動力システムが自動的に低圧・低速に切り替わる。

金型内に異物がないことを確認すると、高圧に切り替えて金型を閉じる。射出装置が前進し、射出する。

金型がしっかりと閉じていることを確認したら、射出成形機はノズルと金型を接続するために前進する。ノズルと金型が完全に接続されたら、射出シリンダーに圧油を接続することができます。

そして、シリンダーピストンに連結されたスクリューが、スクリュー前方の溶融材料を高圧・高速で金型キャビティに押し込む。この時、スクリューヘッドが溶融材料にかける圧力を射出圧力という。

圧力メンテナンス

金型のキャビティに注入された溶融プラスチックは、金型が冷たいために収縮する。しっかりとした良い部品を作るには、収縮を補うために溶融物にある程度の圧力をかけ続ける必要がある。スクリューが溶融物にかける圧力を保圧といいます。保圧の間、スクリューは収縮を補うために少し前進します。

製品の冷却と予備成形

金型キャビティ内の溶融材料がゲートから逆流できなくなるところまで保持圧がかかったら、射出シリンダー内の保持圧を解放し、製品を金型内で冷却固化させることができる。

このとき、スクリューは油圧モーター（または電動モーター）によって回転・後退する。可塑化中のスクリューの後退量は、スクリュー内に蓄積された溶融材料の量（すなわち予備可塑化量）を示す。

通常、製品の冷却とスクリューの可塑化は同時に行われる。通常、スクリューの可塑化時間は製品の冷却時間より短くする。射出装置が引き戻され、金型が開いて製品が射出される。

スクリュー可塑化計量が完了した後、ノズルが冷たい金型に長時間接触して冷たい材料が形成されるのを防ぐために、多くの場合、ノズルを金型装置から引き抜いて後退させる必要があります。金型キャビティ内の溶融材料が冷却され、最終状態になった後、型締装置が金型を開き、製品を自動的に排出する。

射出成形機操作のポイント

マシンを始動する前に

を開始する前に 射出成形 本機を始動させる前に、電気制御ボックスに水や油が入っていないか確認してください。電気器具が濡れている場合は、機械を始動させないでください。機械を始動させる前に、メンテナンススタッフが電気部品をブローで乾かしてください。

射出成形機を始動させる前に、電源電圧が必要な範囲にあるかどうかをチェックしてください、一般的に±6%です。緊急停止スイッチと前後の安全ドアスイッチが正しく作動しているかどうか確認してください。

モーターとオイルポンプが正しい方向に回転していることを確認する。すべての冷却パイプが透明で十分な長さがあることを確認し、冷却水をオイルクーラーの冷却水ジャケットとバレルの端に接続する。

射出成形機を起動する前に、各可動部に油があるかどうかを確認し、十分な油を追加します。各部の温度が必要な温度に達したら、機械温度を安定させるために一定時間保温する。

保持時間は、装置やプラスチック原料の条件によって異なる。ホッパーに十分な量のプラスチックを入れる。射出成形のためのさまざまなプラスチックの要件に応じて、いくつかの原料は、最初に乾燥させるのが最適です。

図「射出成形機の動作」に示すように、電熱コイルと電流接触器の節電と寿命延長のため、バレルに遮熱板を被せる。

運営プロセス

便宜上、安全ドアを取り外さないでください。圧油の温度に注意してください。油温は規定の範囲を超えてはならない。作動油の理想使用温度は45～50℃であり、一般的には35～60℃が適当である。走行中の衝突を避けるため、走行スイッチの調整に注意すること。

作業終了

射出成形機を運転した後、バレル内のプラスチックは酸化や長期の熱分解による残留物を防ぐために洗浄する必要があります。トグル機構をロック状態に保つために金型を開く必要があります。作業場には必ず昇降装置を設置してください。生産効率を確保するために、金型を取り付け、取り外す際には十分注意してください。

結論

射出成形機は、広く使用されている医療機器の生産である。その加工製造工程は、プラスチック射出成形の製造を達成するために、原料の加熱、加圧、射出成形、冷却および注入を必要とする。