この記事では、速度に影響を与える要因について取り上げます。また、異なる射出速度の利点と欠点についても説明します。製品の種類によっては、射出速度が大きな違いを生むことがあります。
射出速度が接着に及ぼす影響
射出速度は、2つの材料間の配向と接着の程度に影響する。また、収縮の程度や複合材料の強度も決定する。
射出速度が速くなると、せん断発熱が大きくなり、圧力遅延時間が短くなる。さらに、射出速度が速いと分子配向が進み、結合が阻害される。
初期段階の射出成形工程における接着は、吸着・拡散理論に加え、ロール表面のファンデルワールス力によって説明できます。
しかし、これらのプロセスを適切に観察するためには、物質の物理的特性を徹底的に研究する必要がある。さらに、プロセスを最適化するためには、物質の接着特性を完全に理解する必要がある。
射出速度とバレル温度は界面接着に強い影響を与える。オリジナルのフィルムは、13Nの荷重と120-150mmの伸びでテストされた。
得られた荷重-変位曲線を図9に示す。それぞれの曲線は異なる故障モードを表している。タイプ1では、フィルムが基材に密着せず、剥離が生じる。
射出速度がオリエンテーションに及ぼす影響
射出速度は複合材料の分子配向に重要な役割を果たす。さらに、複合材料の強度、接着性、部品の収縮にも影響する。
射出速度が速いほど、温度が高くなり、圧力遅延時間が短くなり、複合材料の強度が増す。さらに、射出速度が速いと、応力ピークやノッチ形成の可能性が低くなります。
射出成形工程中、材料は擬塑性層流プロファイルを示します。その結果、金型充填段階で鎖は引き伸ばされますが、中心部ではコイル状の構成を維持します。この配向は工程全体を通じて続きます。
所望の配向を得るために、射出速度を上げたり下げたりすることができる。高分子量ポリマーや繊維強化ポリマーは、特に配向の問題を起こしやすい。
射出速度もコア領域の厚さに影響する。射出速度が速いと、低速射出よりもコア層が厚くなる（37%）。一方、射出速度が低速の場合、コア層は薄くなり（21%）、せん断速度も低くなる。
多くの研究者が、射出成形されたSFRP製品の繊維配向分布を調査しています。信頼できる実験結果に基づき、SFRP製品の配向分布を予測する数値手法を開発した研究者もいます。これは製品設計段階で役立ちます。
射出速度が収縮に及ぼす影響
お使いの射出成形工程で収縮が懸念される場合は、射出速度と収縮の関係を理解する必要があります。射出速度が低く、溶融温度が低く、射出時間が長いほど、製品は収縮しやすくなります。収縮が問題になる場合は、射出圧力を上げるか、射出時間を延長する必要があります。
成形後の収縮と反りのSN比は、これら2つの因子がどのように相互作用するかを示す尺度である。2つの要因間のSN比は、式（1）を用いて計算される。平均SN比の応答表は、最適なプロセスパラメーターの組み合わせを決定するために使用されます。最適な組み合わせとは、最も高いSN比を示す組み合わせである。
さらに、射出速度もコア領域の厚さに影響する。射出速度が速い場合、相対的なコアの厚みは低速射出よりも大きくなる。
これは、コア領域が薄いほどせん断速度が高くなるためである。その結果、より平坦な速度分布となり、より大きな擬塑性を持つことになる。要するに、キャビティが小さいほどコア領域は薄くなる。
収縮率の変化は、PP20とPP80の両試料で対数的である。これらの傾向線は、図2の傾向線方程式で表される。
一次収縮が最も大きくなるのは、ポリマー製品を高い金型温度で成形した場合です。これは工業生産上望ましくありませんが、射出成形の工程パラメータを調整することで低減できます。たとえば、保圧工程を延長すると一次収縮を抑えられます。
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 → 全体像については、射出成形完全ガイドをご覧ください。
