2005年以来、プラスチック射出成形金型製造

射出成形金型について知っておくべきすべてのこと

射出成形金型は、プラスチック製品の製造工程で広く使われている一般的な工業用製造ツールである。プラスチックが溶けるまで加熱し、金型に射出した後、冷却して固め、目的の形状に成形する。射出成形金型は、その効率の良さ、精密さ、再現性の良さで知られ、自動車、電子機器、家電製品、医療機器などの産業で広く利用されています。この記事では、射出成形金型の種類、構造、設計原理、材料の選択など、射出成形金型の基本を紹介する。

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Ⅰ.射出成形金型とは？

射出成形金型は、プラスチック製品を作るための道具である。射出成形は、同じ形状の部品をたくさん作る方法である。射出成形は、同じ形の部品をたくさん作る方法です。プラスチックを溶かして金型に入れる。プラスチックは冷えて固形になります。コンピューターや電話、車の部品など、私たちが毎日使っている多くのものは射出成形で作られています。射出成形で部品を作るために必要な主なものは以下の通り。射出成形機械と金型。

Ⅱ.射出成形金型の構成要素

1.射出成形スプルーシステム

射出成形金型のスプルーシステムは、射出成形機のノズルから製品にプラスチック材料が流れる通路です。メインランナー、サブランナー、コールドウェル、ゲートが含まれ、製品表面に直接射出するホットランナーシステムも含まれます。

2.射出成形金型フレーム

モールドフレームはモールドベースとも呼ばれ、金型の主要アセンブリで、すべての部品が取り付けられます。金型を射出成形機に正確に固定し、射出工程を完成させます。

3.金型キャビティ成形部

金型キャビティとは、プラスチック製品の構造に合わせて、金型のコアやキャビティ、スライダー、アングルピン、インサートなどを組み合わせて形成される密閉された空間のことです。プラスチックは、射出成形機からの圧力を受けてこの密閉されたキャビティに入り、固化して設計どおりの構造形状を持った実際の製品を形成する。この密閉された空間が金型キャビティである。

4.金型冷却システム

高温のプラスチックが金型に充填され、プラスチック部品が硬化するためには急速に冷却する必要があります。射出工程の温度要件を満たすために、温度制御システムが金型の温度を調整する。熱可塑性プラスチック射出成形用金型では、金型を冷却するために冷却システムが設計されています。一般的な冷却方法には、金型内に冷却水路を設け、水を循環させて熱を除去する方法があります。金型を加熱するには、冷却水路のほか、金型内部や周囲に電熱体を設置し、温水や蒸気を使用する方法もあります。冷却のほかに、冷却システムは製品の変形を制御するためにも使用できる。

5.金型位置決めシステム

射出成形金型の位置決めシステムには、通常3つのレベルがある。第一段階はガイドピラーの位置決めであり、主に前後の金型の大まかな位置決めに長距離にわたって使用される。第二段階は直角ブロックの位置決めであり、サイドロッキング位置決めとも呼ばれ、前後の金型ベースの位置決めに使用される。第三段階は前後の金型コアの正確な位置決めであり、各レベルは前のレベルよりも精度が高い。

6.射出成形システム

金型が開いたら、部品が裏型の裏側にしっかりと固定されるようにすることが重要です。エジェクションシステムは、射出成形機のエジェクターロッドと金型エジェクションプレートに取り付けられた機構から伝達されるエジェクション力を利用して、部品を裏金型コアの裏面から押し出し、金型表面から部品を取り出すことができます。エジェクション機構には、エジェクターピン、スリーブ、エジェクタープレート、アングルピンなどがあります。

7.射出成形金型排気システム

金型のベントシステムは、金型設計において非常に重要である。溶融プラスチックが非常に速い速度で金型キャビティに充填されると、溶融プラスチックがスムーズに流れるスペースを確保するために、キャビティ内の空気を急速に排出しなければなりません。射出速度は弾丸のような速さになることもあるため、速くて効果的なガス抜きシステムは非常に重要です。ガス抜きの主な方法は、エジェクターピンのクリアランス、インサートのクリアランス、ベントインサートのクリアランス、パーティング面のガス抜きです。

Ⅲ.射出成形金型の分類

1.成形工程に基づく： ホットランナー金型とコールドランナー金型。

2.成形材料に基づく： 金属型と非金属型。

3.生産量に基づく： 試作金型（簡易金型）と量産金型。

4.金型材料に基づく： ソフトモールドとハードモールドだ。

5.製品形状に基づく：

平型：カバーやパネルなど、平らな形状の製品を作るのに使われる。
長尺ストリップ金型：パイプ、ケーブルトレイなどの長尺ストリップ状製品の製造に使用。
箱型：箱や容器など、一定の容積を持つ製品を作るために使用される。

6.金型構造に基づく：

単一キャビティ金型：キャビティは1つだけで、1つの製品の生産に適している。
マルチキャビティ金型：同一のキャビティが複数あり、複数の製品を同時に生産できる。
多成分金型：複数の材料を同時に射出し、複合製品を作ることができる。

Ⅳ.射出成形金型設計

1.設計根拠、寸法精度、関連寸法の正確さ

プラスチック製品がどのカテゴリーに属するかは、具体的な要件と機能に基づいて決定します。例えば、玩具は高い審美性が要求されるプラスチック製品ですが、寸法精度は必要ありません。一方、機能的なプラスチック製品は、寸法精度が必要です。カメラは、美観と寸法精度の両方が求められるプラスチック製品です。脱型の抜き勾配は妥当ですか？抜き勾配は、プラスチック製品の成形性と品質に直接影響します。つまり、射出工程がスムーズに進むかどうかを左右します。

ドラフト角度が妥当かどうかを判断する際に考慮すべき点をいくつか挙げてみよう：抜き勾配は十分か？抜き勾配の角度は、成形時のプラスチック製品の分割面やパーティング面に適合したものでなければなりません。製品の外観や寸法精度に影響しないか。プラスチック製品の特定の部分の強度に影響しませんか？

2.プラスチック製品図面とサンプルの予備設計、分析、消化

製品の幾何学的特性。

製品の寸法と公差。

製品の技術的要件

プラスチック粒子の種類と等級

製品の外観に関する要求事項。

製品検査基準。

3.空洞数と空洞配列の決定

射出成形機の最大射出量を満たしていますか？

射出成形機のクランプ力を満たしているか。

金型の外形寸法は機械の要求範囲内か。

製品精度、色。

製品にサイドコアはありますか？

製品の生産バッチ。

経済的利益（金型あたりの生産額）。

金型サイクル評価。

4.パーティング面の決定

外観への影響を最小限に抑える。

製品の精度を確保し、その後の金型加工を容易にする。

ゲートシステム、換気システム、冷却システムの設計を促進する。

型開き（分割、脱型）を容易にし、型開き中に製品が可動金型側に留まるようにする。

5.ゲートシステムの設計

ゲート・システムの設計には、メイン・ランナーの選択、サブ・ランナーの形状とサイズの決定、ゲート位置の選択、ゲート・タイプの決定、ゲート断面積の選択が含まれる。ポイント・ゲートを使用する場合は、サブ・ランナーが途切れるようにゲートを取り外す方法も考慮する必要がある。ゲート・システムを設計する場合、最初のステップはゲートの位置を選ぶことである。ゲートの位置は、製品の品質と射出工程の円滑な進行に直接影響します。ゲートの位置は、以下の原則に従うべきである：

ゲートは、加工中や使用中に金型を簡単に清掃できるよう、パーティング面に配置する。

ゲート位置とキャビティ各部の距離はできるだけ一定にし、流路は最短にする。

ゲート位置は、プラスチックがキャビティに入ったとき、キャビティの幅の広い部分や肉厚の厚い部分にスムーズに流れ込むようにする。

ゲート位置は、プラスチック部品の最も厚い部分に設定する。

プラスチックが流れる際、壁や中子、インサートに直接当たらないようにする。できるだけ早くキャビティのすみずみまで流し、中子やインサートが曲がらないようにする。

溶接線はできるだけ小さくするか、どうでもいい場所に入れる。

プラスチックがキャビティ全体に同じように流れ、空気がキャビティから抜けるように、ゲートとキャビティへのプラスチックの流れ方を作る。

6.換気システムの設計

ベントシステムは成形品の品質を確保するために非常に重要である：

通常、充填するキャビティの端にベント溝を設ける。ベント溝の深さはプラスチックによって異なり、通常、0.02以下のPOMのようなバリがないプラスチックの最大許容隙間によって決定される。

コアインサートプッシュロッドまたはベントインサートニードル間のクリアランスをベントに使用する。

排出時の製品の真空変形を防ぐため、エアベントの設置が必要です。

製品がキャビティに真空吸着するのを防ぐため、エアクッションを設計する必要がある。

7.冷却システムの設計

冷却システムの設計は複雑な作業だ。冷却システムがどの程度よく冷えるか、どの程度均一に冷えるかを検討する必要がある。また、冷却システムが金型全体の構造にどのような影響を与えるかも考慮しなければならない：

冷却システムがどのように配置され、どのような形状をしているか。

冷却装置の位置と大きさ。

動く金型やインサートなど重要なパーツの冷却方法、スライダーや角度のついたトップの冷却方法。

冷却部品の設計方法と標準冷却部品の選択方法。

冷却システムが全体的にどの程度密閉されているか。

Ⅴ.金型製造工程

1.金型製造の準備

を開始する前に射出成形金型加工金型を作るには、いくつかの準備作業が必要です。まず、製品の要求と設計図に基づいて金型を分析し、構造、サイズ、材質などを決定する必要があります。次に、分析結果に従って、適切な加工設備や工具を選択し、必要な材料や補助装置を準備します。

2.金型製造

金型ブランクの作成金型設計図に基づき、適切な材料と方法で金型ブランクを作成する。

金型キャビティを作る：ブランクを粗加工した後、仕上げ加工をして金型キャビティを作る。キャビティの精度と仕上がりは射出成形品の品質に直結する。

その他の金型部品の製作設計図面に基づいて、ゲートシステム、冷却システム、排出システムなどの金型部品を製作する。

3.金型組立

金型のパーツを組み合わせて金型を作る。パーツを組み合わせるときは、うまくはまり、正しい位置にあることを確認してください。そうすることで、金型が丈夫になり、うまく機能するようになります。

4.金型の試作と調整

金型の組み立てが完了したら、試作を行う必要があります。試作の目的は、金型の設計が生産要件を満たしているかどうかをチェックし、問題が見つかった場合は金型を調整し、最適化することです。試作工程は、金型の品質と性能を確保するための重要なステップです。

5.試作と検査

試作工程では、出来上がった射出成形品の寸法、外観、性能などを検査する必要があります。検査結果に応じて、生産要件を満たすまで金型を調整し、最適化する必要があります。

6.配送と使用

金型は試作と検査によって品質が確認されると、顧客に納入されて使用される。使用時には射出成形金型設計者は、金型の正常な動作と生産効率を確保するために、必要な技術サポートとメンテナンスサービスを提供する必要があります。

Ⅵ.結論

射出成形金型の製作は、人間の創意工夫と精密工学の結晶である。最初の設計段階から完璧な金型の製造に至るまで、各工程では専門的な知識と細部への注意が要求されます。このガイドで述べたように、射出成形金型製造は単なる製造工程ではなく、現代産業の礎石なのです。

射出成形金型製造が得意になれば、まったく新しい可能性が開けます。革新的な製品をより早く市場に投入し、生産工程をより効率的にし、最高水準の品質と信頼性を維持することができます。射出成形金型製造は、自動車産業から医療産業まで、あらゆるところで行われています。射出成形は、私たちが使用する製品や私たちの住む世界を形作っています。