CAD、CAM、CAEの幅広い応用により、当社の金型および金型製品の幾何学的寸法制御技術に大きな可能性が生まれました。
市場では射出成形金型と成形品に対する需要が大きく異なるため、その種類は多岐にわたり、形状、寸法、材料、構造も変化に富み、高い要件が課されます。その結果、金型や製品の製造工程では多くの問題や困難に直面します。
金型や製品の形状を効果的に制御する方法もまた、非常に直感的に私たちの前に置かれている。金型や製品の種類によって、制御の技術や方法は異なる。
今回は射出成形品の成形寸法管理に関する経験について説明します。射出成形品を論じるには射出金型についても触れる必要があるため、概ね以下の観点から説明します。
金型設計の管理
1. まず、金型構造、材料、硬度、精度など多方面にわたり、成形樹脂材料の収縮率が正しいか、製品の3D寸法が完全か、加工解析が妥当かを含め、ユーザーの技術要件を十分に理解します。
2. 収縮、フローマーク、抜き勾配、ウェルドライン、亀裂など、射出成形品の外観を十分に考慮すること。
3. 射出成形品の機能および意匠形成を損なわない範囲で、金型の加工方法をできる限り簡素化します。
4. パーティング面の選定が適切かどうかについては、金型加工、成形外観、射出成形品のバリ取りを考慮して慎重に選定する必要があります。
5. 押出しおよび突上げ方式が適切か。エジェクターピン、ストリッパープレート、エジェクタースリーブ、その他の方式のいずれを使用するか、またエジェクターピンとストリッパープレートの位置が適切かを確認します。
6. サイドコア引抜き機構の採用が適切で、動作が柔軟かつ確実であり、かじりが発生しないこと。
7. プラスチック製品にはどの温度制御方式が適しているか、温調油、温調水、冷却液にはどの循環システム構造を使用するか、また冷却穴の寸法、数量、位置は適切か。
8. スプルーの形状、供給流路と流入口の寸法、ならびにスプルーの位置と寸法が適切かどうか。
9. 各種モジュールおよび金型コアの熱処理変形の影響と、標準部品選定の妥当性。
10. 射出成形機の射出容量、射出圧力、型締力が十分であるか、ノズルRやスプルーブッシュの開口径などが適切に組み合わされているか。
こうした準備の総合的な分析から、製品部品の初期段階は厳しく管理されるべきである。
製造工程の管理
設計段階で包括的かつ十分に検討し、手配しても、実際の生産では多くの問題や困難が生じます。生産では設計の本来の意図にできる限り従いながら、実際の加工において、より効果的で経済的かつ合理的な技術手段を見いだす必要があります。
1. 2Dおよび3D加工プログラムに適合する、経済的な工作機械設備を選択します。
2. 補助工程の準備に適した治工具を検討し、工具を適切に使用することも可能です。これにより、製品の変形や収縮変動を防ぎ、射出成形金型の製造精度を高め、誤差や金型精度の変化を抑制するなど、一連の生産工程要件に対応できます。
3. ここでは、英国プラスチック連盟（BPF）が示す成形品の寸法誤差の原因と、その分布比率について説明します。
A：金型製造誤差が約1/3、B：金型摩耗による誤差が1/6、C：成形品の不均一収縮による誤差が約1/3、D：設定収縮率と実収縮率の不一致による誤差が約1/6
総誤差＝A＋B＋C＋Dですから、金型の製造公差は成形部品の寸法公差の1/3以下でなければならず、そうでなければ金型が成形部品の幾何学的寸法を確保するのは難しいことがわかります。
通常の生産管理
プラスチック部品成形後の形状変動は一般的な問題であり、しばしば発生する現象である：
1.材料温度、金型温度制御
プラスチックのグレードごとに必要な温度条件は異なります。流動性の低いプラスチック材料や、2種類以上の射出成形材料を混合して使用する場合は状況が異なるため、プラスチック材料の流動を最適な流動値の範囲に制御する必要があります。通常、これらの対応は容易です。
しかし、金型温度の制御はもう少し複雑で、成形部品の形状、大きさ、均一な肉厚比が異なる冷却システムには一定の要件があり、金型温度は冷却時間を大きく制御します。
したがって、射出成形サイクルを短縮し、生産効率を向上させるために、金型を許容可能な低温に保つようにする。
金型温度が変わると収縮率も変化します。金型温度を安定させれば寸法精度も安定し、射出成形部品の変形、光沢不良、冷却斑などの不良を防ぎ、プラスチックの物性を最良の状態にできます。当然ながら調整工程があり、特に多数個取り成形部品ではより複雑になります。
2.圧力と排気の調整と制御
金型調整時には適切な射出圧力と型締力の組み合わせを決定する必要があります。隙間によって金型キャビティとコアに閉じ込められた空気、および溶融プラスチックから発生したガスは、射出成形金型外部へ排気溝から排出しなければなりません。排気不良では充填不足となり、ウェルドラインや焼けが発生します。これら3つの成形不良が同じ部品に断続的に現れる場合もあります。
成形部の薄肉部の周囲に厚い壁がある場合、金型温度が低すぎると充填不足になり、金型温度が高すぎると火傷が発生し、通常は火傷部に、同時に融着痕が発生し、排気溝はしばしば無視され、一般に小さい状態になる。
したがって、一般的には、バリが発生しない限り、排気肩の深さはできるだけ深くし、肩部を通過した後のガスが金型から速やかに排出されるように、肩部の奥に大きめの排気口を開けておく必要がある。
トップバーのガス抜きスロットを開ける特別な必要がある場合、理由は同じである。
3.補助プラスチック制御の射出成形サイズ
いくつかのプラスチック部品は、圧力変化の温度と損失で脱型した後、異なるの形状やサイズのために、変形反りなどのさまざまなケースで発生します。
補助治具を使用できる場合は、プラスチック射出成形品を金型から取り出した直後に迅速な矯正措置を施し、自然冷却による変形を利用することで、より良好な修正・調整効果を得られます。
全体を通じて射出成形工程を厳格に管理すれば、射出成形品の寸法を非常に良好に制御できます。
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